[서울신문 나우뉴스]



제임스 웹 우주 망원경으로 관측한 붉은 거미 성운. Credit: European Space Agency


모든 별은 태어날 때 질량에 따라 수명이 정해져 있다. 현재 46억 살인 태양은 약 50억 년 뒤 거대하게 부풀어 오르는 적색거성이 돼 우주로 가스를 방출하며 죽음을 맞이한다. 이런 가스로 인해 생겨난 성운을 행성상 성운(planetary nebula)이라고 부른다. 과학자들은 여러 단계에 있는 별과 행성상 성운을 관측하며 이 시나리오를 자신 있게 말할 수 있다.
허블 우주 망원경이 많은 행성상 성운을 관측해 왔으며, 최근에는 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 허블이 보지 못한 영역까지 확인하며 별의 죽음에 대한 이해를 높이고 있다.
쌍성계와 ‘붉은 거미’ 모양의 비밀
그중 하나가 바로 붉은 거미 성운(Red Spider Nebula) 이라는 별명을 지닌 NGC 6537이다.
허블 우주 망원경이나 지상 광학 망원경으로 관측했을 때 이 성운은 이름처럼 붉은 가스가 거미가 다리를 뻗는 듯한 독특한 형상을 하고 있었다. 이 특이한 모양의 원인은 동반성 때문이다. 붉은 거미 성운의 중심부에는 죽어가는 별과 아직 살아있는 동반성이 함께 공전하는 쌍성계가 숨어 있다.
죽어가는 별이 방출하는 가스는 동반성의 중력과 공전에 의해 간섭받으면서 공처럼 둥글게 퍼지지 못하고 마치 거미 다리처럼 보이는 복잡한 흐름으로 변한 것이다.



허블 우주 망원경으로 본 붉은 거미 성운. Credit: ESA & Garrelt Mellema (Leiden University, the Netherlands)


제임스 웹이 포착한 ‘숨겨진’ 가스
붉은 거미 성운의 중심부에는 타고 남은 잔해인 백색왜성과 가스가 아직 뜨거운 상태로 초속 300㎞의 빠른 속도로 가스를 뿜어내고 있다. 이 뜨거운 가스는 광학 망원경에서 붉은색으로 빛난다.
하지만 팽창하면서 온도가 내려간 가스는 가시광 영역에서는 보이지 않는다. 바로 이 지점에서 제임스 웹 우주 망원경의 역할이 중요해진다. 제임스 웹은 더 차가워진 가스에서 방출되는 적외선을 포착할 수 있기 때문이다.
제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)는 기존에 거미의 다리 부분으로만 보였던 영역을 넘어 넓게 펼쳐진 성운의 가스 팽창을 상세히 관측했다. 제임스 웹의 상세한 적외선 관측 덕분에 붉은 거미 성운은 더 이상 거미처럼 보이지 않게 되었지만, 과학자들은 죽어가는 별이 다음 세대 별과 행성의 재료가 되는 가스와 먼지를 우주로 방출하는 메커니즘을 더욱 상세히 파악할 수 있게 되었다.
동반성이 없는 태양은 행성상 성운으로 변했을 때 거미나 나비 같은 복잡한 형태보다는 단순한 공 모양을 보여줄 가능성이 높다. 그때 인류가 존재하지 않더라도, 태양의 마지막이 만들어낼 형형색색의 아름다운 모습은 다른 외계 생명체에 깊은 감동을 줄 수도 있을 것이다.
고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 기자 admin@reelnara.inf