210광년 크기 ‘거대한 구멍’…어떤 존재가 뚫었을까 [놀라운 우주]

곽노필의 미래창
항성풍·초신성이 가스를 밀어낸 자리
밀려난 가스는 다시 새 별 요람으로

지구에서 17만광년 거리에 있는 1000광년 크기의 N44 성운. 중앙에 있는 가로 210광년, 세로 140광년 크기의 거대한 빈 공간 `슈퍼버블\'로 유명하다. 성운에서 5시 방향에 있는 짙은 파란색 영역은 성운에서 가장 뜨거운 영역 중 하나로 가장 활발한 별 형성 활동이 일어나는 곳이다. 미국항공우주국 제공

미국 항공우주국(나사)의 허블우주망원경이 우리 은하에서 16만광년 떨어져 있는 대마젤란은하(LMC)에서 별들이 합작해 만든 거대한 가스 구멍, 이른바 슈퍼버블(Superbubble)의 장엄한 모습을 포착했다.

남반구 하늘에서 볼 수 있는 대마젤란은하는 우리 은하 주변을 도는 수십개의 위성 은하 가운데 가장 크고 밝은 은하다. 지름이 약 3만2천광년으로 우리 은하의 3분의 정도 크기이며, 질량은 우리 은하의 약 10% 수준이다. 국부은하군(Local Group) 전체를 기준으로 보아도 안드로메다 은하(M31), 우리 은하, 삼각형자리 은하(M33) 다음으로 네번째로 큰 은하에 해당한다.

우리 은하에서 매우 가까워 그 안에 있는 별과 성운을 쉽게 관측할 수 있다. 1987년에는 맨눈으로 볼 수 있었던 마지막 초신성이 대마젤란은하에서 폭발했다.

대마젤란은하의 성운 'LHA 120-N44'(이하 N44)는 그 중에서도 별이 가장 활발하게 탄생하고 있는 구역이다.

허블이 포착한 N44 성운은 크게 두 가지 특징을 지니고 있다. 첫째는 중심부에 있는 광활한 빈 공간(구멍), 둘째는 그 주변을 둘러싼 먼지 가득한 고밀도 가스 껍질이다.

가운데 뻥 뚫린 구멍은 크기가 가로 210광년, 세로 140광년에 이른다. 태양과 명왕성 사이의 거리가 0.001광년도 되지 않는다는 점을 고려하면 엄청난 크기다.

이 거대한 구멍을 만들어낸 주역은 중심부에 모여 있는 막대한 별들이다. 이들 별이 뿜어내는 강력한 항성풍과 초신성 폭발의 충격파가 주변의 가스를 바깥으로 밀어내면서 거대한 빈 공간이 생겨났다.

성단의 오른쪽 상단에 있는 N44F라는 이름의 거품은 외곽 껍질 안에서 아주 거대한 별 하나가 뿜어내는 항성풍이 만든 것이다. 미국항공우주국 제공

새 별 형성의 전 과정 관측 가능

밀려난 가스들은 슈퍼버블의 바깥쪽 테두리에서 두꺼운 껍질을 형성했고, 이 압축된 가스 껍질 안에서는 다시 새로운 별들이 활발히 태어나는 중이다. 천문학계로선 가스 껍질 안에서 가스 덩어리가 붕괴되는 순간부터 핵융합이 일어나는 순간까지 새 별의 형성 과정을 일목요연하게 들여다볼 수 있는 최적의 관측 대상인 셈이다.

이 사진은 이 성단을 별 목록을 작성하는 관측 프로그램의 일환으로 촬영됐다. 이 프로그램은 지금까지 성단 안팎에서 약 50만개의 별을 식별했다. 이 가운데 약 3만개는 아직 수소 핵융합을 시작하지 않은 주계열성 전단계의 별들이다. 과학자들은 허블망원경의 뛰어난 성능 덕분에 이렇게 어린 별까지도 발견할 수 있다고 말한다.

성단의 오른쪽 상단에 있는 N44F라는 이름의 거품은 외곽 껍질 안에서 아주 거대한 별 하나가 뿜어내는 항성풍이 만든 것이다. N44F의 중심별에선 태양보다 초당 1억배 이상 많은 입자가 시속 700만km의 속도로 방출된다. 중심별 주변이 빈 공간이 아니라 가스층으로 둘러싸여 있기 때문에, 항성풍은 이 가스와 충돌하여 마치 제설차처럼 가스를 밀어내고 있다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr