7500광년 밖 ‘우주 보물상자’ 활짝...먼지구름 속 별 ‘총총’ [놀라운 우주]

곽노필의 미래창
제임스웹, 7500광년 거리 용골성운 관측
먼지구름 속 130만년 된 아기별들 드러나

미국항공우주국의 제임스웹우주망원경이 촬영한 7500광년 거리에 있는 용골성운 내의 `보물상자\' 성운. 미국항공우주국 제공

우주의 보물상자가 활짝 열렸다.

우주를 보는 인류의 가장 강력한 눈 ‘제임스웹우주망원경’(JWST)이 근적외선 카메라를 이용해 우리 은하에서 먼지구름 속에 숨어 있던 또 하나의 환상적인 풍경을 찾아냈다.

지난 6일 공개된 이 사진은 지구로부터 7500광년 떨어진 용골자리에 있는 용골성운에서 강렬한 별빛과 휘몰아치는 바람(항성풍)이 먼지 구름을 기묘한 모양으로 정교하게 벼린 모습이다. 약 260광년에 걸친 거대한 우주 공간에 펼쳐져 있는 이 성운에는 우리 은하에서 가장 큰 별들과 수만개의 원시별이 있다.

‘8월의 사진’으로 이 사진을 선정한 유럽우주국은 “제임스웹이 포착한 영역은 이 용골성운의 일부로 ‘보물상자’라고 불리는 천체”라며 “마치 우주 조각 정원에 놓인 것처럼 자연스럽게 어우러져 있다”고 밝혔다.

열린 나무상자 형상의 보물상자 천체는 혜성 성운의 일종이다. 혜성처럼 짙고 어두운 머리 부분과 길게 뻗은 꼬리를 가진 가스와 먼지 구름으로 이뤄져 있으며, 그 내부엔 금은보화 대신 젊고 뜨거운 별들이 모여 있다.

나미비아 칼라하리 사막에서 촬영한 용골성운. 사진 중앙에서 아주 밝게 빛나는 별이 에타 카리나다. 위키미디어 코먼스

보물상자를 만든 39광년 거리의 거대한 별

미국항공우주국에 따르면 이 보물상자에는 약 70개의 별들이 있으며, 이 중 가장 질량이 큰 별은 무려 태양의 19배에 이르는 ‘O형 별’로 추정된다. 약 130만년 전에 형성된 것으로 알려진 이 별무리는 그동안 짙은 먼지 구름에 가려져 있었으나, 제임스웹의 강력한 적외선 투시 능력 덕분에 마침내 그 모습을 세상에 내보이게 됐다.

보물상자 천체가 이처럼 독특한 형태를 이루게 된 비밀은 이 성단에서 북서쪽으로 39광년 떨어진 곳에 있는 거대한 천체 에타 카리나(Eta Carinae)에 있다. 용골성운 전체에서 가장 밝고 거대한 이 천체는 최소 2개의 별로 이뤄져 있는 항성계로, 태양보다 100배 이상 무겁고 500만배나 밝은 빛을 내뿜는다. 이 항성계에서 뿜어져 나오는 항성풍과 복사 에너지가 성운 모양을 조각하듯 빚어내며 별들의 탄생에 결정적인 영향을 미치고 있다.

허블우주망원경으로 촬영한 에타 카리나 항성계와 그 주변의 가스와 먼지 구름. 미국항공우주국 제공

성운의 혜성 모양이 먼저 형성되었는지, 아니면 성단이 먼저 형성되었는지에 대해서는 천문학자들 사이에 의견이 엇갈린다.

가장 가능성이 높은 시나리오는 성단이 현재의 보물상자 성운보다 더 큰 가스 ​​구름에서 먼저 형성되었다는 것이다. 그 후 주변 별들이 뿜어내는 복사 에너지와 항성풍의 영향으로 밀도가 낮은 가스들은 날아가 버리고, 밀도가 높은 가스만 남아서 보물상자 성운을 이루게 되었다는 것이다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr