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가로 210광년짜리 거대한 구멍 — 허블이 찍은 슈퍼버블, 범인은 별들이었다

성운 속 거대한 거품 구멍을 표현한 이미지

한눈에 요약

  • 무슨 일? 미국 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경이 우리 은하에서 16만 광년 떨어진 대마젤란은하의 N44 성운에서 거대한 가스 구멍, 이른바 슈퍼버블의 모습을 포착했습니다.
  • 왜 중요? 구멍의 크기는 가로 210광년, 세로 140광년입니다. 별이 가스를 밀어내 구멍을 만들고, 밀려난 가스에서 다시 별이 태어나는 과정을 한눈에 볼 수 있는 관측 대상입니다.
  • 핵심 숫자/일정: 식별한 별 약 50만 개, 그중 아직 수소 핵융합을 시작하지 않은 어린 별 약 3만 개, N44F 중심별 항성풍 시속 700만km.

무슨 일이 있었나

한겨레 보도에 따르면 이번에 허블이 찍은 곳은 대마젤란은하(LMC) 안의 성운 LHA 120-N44(이하 N44)입니다. 대마젤란은하는 남반구 하늘에서 볼 수 있는 은하로, 우리 은하 주위를 도는 수십 개의 위성 은하 가운데 가장 크고 밝습니다. 지름은 약 3만2천 광년, 질량은 우리 은하의 약 10% 수준입니다. 우리 은하가 속한 국부은하군 전체로 봐도 안드로메다 은하, 우리 은하, 삼각형자리 은하 다음으로 네 번째로 큰 은하입니다.

대마젤란은하는 가까워서 그 안의 별과 성운을 관측하기 쉽습니다. 1987년에는 맨눈으로 볼 수 있었던 마지막 초신성이 이 은하에서 폭발하기도 했습니다. N44는 그중에서도 별이 가장 활발하게 태어나는 구역입니다.

허블이 담은 N44에는 두 가지 특징이 있습니다. 하나는 한가운데 뻥 뚫린 넓은 빈 공간이고, 다른 하나는 그 주위를 둘러싼 먼지 가득한 고밀도 가스 껍질입니다.

숫자로 보는 N44 슈퍼버블

항목 내용
위치 대마젤란은하 N44 성운
거리 우리 은하에서 약 16만 광년
성운 크기 약 1000광년
중앙 구멍(슈퍼버블) 가로 210광년, 세로 140광년
대마젤란은하 지름 약 3만2천 광년
대마젤란은하 질량 우리 은하의 약 10%
관측 프로그램이 식별한 별 약 50만 개
수소 핵융합 전 단계의 어린 별 약 3만 개
N44F 중심별 항성풍 태양보다 초당 1억 배 이상 많은 입자, 시속 700만km

배경 — 별이 뚫고, 별이 다시 태어난다

구멍의 크기는 상상하기 어려울 정도입니다. 태양에서 명왕성까지의 거리가 1광년도 채 되지 않는다는 점을 생각하면 엄청난 크기입니다.

이 구멍을 만든 것은 한가운데 모여 있는 수많은 별입니다. 무거운 별들이 내뿜는 강한 항성풍(별이 우주로 뿜어내는 입자의 흐름)과 초신성 폭발의 충격파가 주변 가스를 바깥으로 밀어내면서 거대한 빈 공간이 생겼습니다.

밀려난 가스는 슈퍼버블의 바깥 테두리에 두꺼운 껍질을 만들었고, 압축된 이 껍질 안에서 다시 새로운 별들이 활발하게 태어나고 있습니다. 천문학자들에게는 가스 덩어리가 무너지는 순간부터 핵융합이 시작되는 순간까지, 별이 태어나는 전 과정을 한눈에 볼 수 있는 좋은 관측 대상인 셈입니다.

이번 사진은 이 성단의 별 목록을 만드는 관측 프로그램의 하나로 촬영됐습니다. 이 프로그램은 지금까지 성단 안팎에서 약 50만 개의 별을 찾아냈고, 그중 약 3만 개는 아직 수소 핵융합을 시작하지 않은 아주 어린 별입니다. 과학자들은 허블의 뛰어난 성능 덕분에 이런 어린 별까지 찾아낼 수 있다고 말합니다.

거품 속의 작은 거품, N44F

성단 오른쪽 위에는 N44F라는 이름의 또 다른 거품이 있습니다. 바깥 껍질 안에서 아주 무거운 별 하나가 내뿜는 항성풍이 만든 것입니다. N44F의 중심별은 태양보다 초당 1억 배 이상 많은 입자를 시속 700만km로 뿜어냅니다. 중심별 주위가 텅 빈 공간이 아니라 가스층으로 둘러싸여 있어서, 항성풍이 이 가스와 부딪히며 마치 제설차가 눈을 밀어내듯 가스를 밀어내고 있습니다.

나에게 미치는 영향

우주 사진을 좋아하는 사람: 허블이 찍은 N44의 모습은 NASA가 공개한 이미지로 볼 수 있습니다. 가운데 빈 공간과 주위의 밝은 가스 껍질, 오른쪽 위의 작은 거품 N44F를 찾아보면 기사 내용이 한눈에 들어옵니다.

별이 어떻게 태어나는지 궁금한 사람: 별이 가스를 밀어내 구멍을 만들고, 밀려난 가스가 모여 다시 별이 되는 순환이 한 장면 안에 담겨 있습니다.

자주 묻는 질문

Q. 이 구멍은 블랙홀인가요?
아닙니다. 가스가 밀려나 비어 있는 공간입니다. 무거운 별들의 항성풍과 초신성 폭발이 주변 가스를 바깥으로 밀어내 생겼습니다.

Q. 우리나라에서도 대마젤란은하를 볼 수 있나요?
대마젤란은하는 남반구 하늘에서 볼 수 있는 은하입니다.

Q. 대마젤란은하는 얼마나 큰가요?
지름 약 3만2천 광년, 질량은 우리 은하의 약 10%입니다. 국부은하군에서는 안드로메다 은하, 우리 은하, 삼각형자리 은하 다음으로 네 번째로 큰 은하입니다.

앞으로 지켜볼 것

  • 별 목록 작성 프로그램이 밝혀낼 어린 별들의 성장 과정.
  • 제임스웹 등 다른 망원경과 함께한 후속 관측.

참고 자료