[놀라운 우주] 뒤돌아 앉은 우주 고양이의 ‘붉은 눈’

곽노필의 미래창
7500광년 거리에 있는 별 형성 영역
등 돌리고 앉아 돌아보는 고양이 연상

지구에서 7500광년 거리에 있는 카리나 성운 안의 별 형성 영역 가운데 하나인 `고양이 머리 성운\'. 허블우주망원경의 가시광선 카메라로 찍은 사진이다.

차가운 안개를 뚫고 유령 같은 형체가 솟아오르는 듯한 모습이 허블우주망원경과 제임스웹우주망원경에 포착됐다.

지구에서 약 7500광년 떨어진 우주에 있는 카리나성운의 별 형성 영역이다. 어둡고 길쭉한 먼지 기둥이 마치 오른쪽을 바라보며 등을 돌리고 앉아 있는 고양이처럼 보인다고 해서 ‘고양이 머리 성운’으로 부르기도 한다. 먼지 기둥 오른쪽 부분의 밝고 붉은 빛이 고양이의 눈, 기둥의 전체적인 윤곽은 고양이가 웅크리고 앉아 있는 형상을 닮았다.

거대한 가스와 먼지 구름으로 이뤄진 성운은 시간이 흐르면서 별들이 생성되고 진화함에 따라 사라지는 일시적 천체 현상이지만, 별 탄생이라는 복잡한 과정에 관한 여러가지 정보를 갖고 있어 천문학자들에겐 매우 소중한 관측 대상이다. 고양이 머리 성운은 카리나 성운에 있는 거대한 별들의 강렬한 자외선과 항성풍(별이 뿜어내는 입자 바람)이 오랜 시간에 걸쳐 가스와 먼지 구름을 깎아 만든 것으로 추정된다.

제임스웹우주망원경의 근적외선 카메라로 본 ‘고양이 머리 성운’. 미국항공우주국 제공

붉은 눈처럼 보이는 부분은 젊은 별

허블의 가시광선 카메라로 사진은 불투명한 짙은 갈색 먼지 기둥을 보여준다. 먼지는 가시광선을 가로막는다. 따라서 가시광선으로는 기둥 속이 어떤지 알기 어렵다. 붉은 눈처럼 보이는 부분은 먼지에 일부만 파묻힌 젊은 별일 가능성이 있다.

기둥 오른쪽 가장자리를 따라 희미하게 노란 띠가 보인다. 이는 근처 덩치 큰 별이 내뿜는 자외선을 받아 가스가 이온화된 것으로 보인다. 이 띠는 광증발이 일어나고 있다는 신호일 수 있다. 광증발은 뜨거운 별빛이 가스를 데워 날려 보내는 현상을 말한다.

기둥을 둘러싼 희미한 물질은 위쪽으로는 파란색과 청록색, 아래쪽으로는 노란색, 주황색, 빨간색을 띠고 있다. 허블 필터가 산소와 수소, 황이 내는 빛과 먼지에 의해 산란된 별빛을 각각 잡아낸 결과다.

제임스웹우주망원경의 중적외선 장비로 본 ‘고양이 머리 성운’. 미국항공우주국 제공

먼지 장막을 뚫고 모습 드러낸 별 무리

적외선 카메라로 관측하는 제입스웹의 근적외선 사진에서는 기둥이 한결 투명해지면서 표면의 복잡한 구조가 드러난다. 적외선은 가시광선보다 파장이 길어 먼지 입자를 잘 통과하기 때문이다. 왼쪽으로는 가까운 곳에 있는 큰 별빛을 받은 먼지와 가스가 흩날리는 모습이 선명하다. 파란색과 노란색으로 표현된 별이 촘촘하지만, 일부는 적외선으로 봐도 여전히 먼지에 가려 있다. 눈 부분은 여전히 도드라진다. 고해상도 덕분에 저 멀리 희미한 배경 은하까지 찍혔다.

제임스웹의 중적외선 사진은 또 다른 정보를 준다. 이 파장에서는 따뜻한 먼지와 탄소 기반 분자가 내는 빛이 성운의 윤곽을 그려준다. 열화상 카메라에 체온이 잡히듯, 온기가 있는 물질을 보여준다. 기둥 오른쪽에는 노란색의 밝은 광원이 보이는데, 먼지 속에 싸인 갓 태어난 별일 가능성이 있다. 적외선은 사람 눈에 보이지 않기 때문에 적외선 사진의 색은 과학자들이 입힌 것이다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr