제임스웹우주망원경이 촬영한 독거미성운

미항공우주국 나사(NASA)가 2021년 12월 발사한 제임스웹우주망원경은 목성의 오로라, 심우주 천체, 은하 등 천문학적으로 소중한 이미지를 잇달아 촬영하고 있다. 새롭게 제임스웹우주망원경이 촬영한 타란툴라성운(30 Doradus) 이미지가 공개되어 빅뱅으로부터 20억∼30억 년 후 수수께끼에 다가가는 단서로 주목되고 있다.

지구로부터 16만 광년 정도 거리에 있는 독거미성운은 복잡한 내부 구조를 갖고 있다. 타란툴라성운은 밝은 천체이며 은하수 은하가 속한 국소 은하군에서 가장 크고 활발한 별 형성 영역이라는 것이다.

나사는 2022년 9월 6일 제임스웹우주망원경으로 촬영한 선명한 타란툴라성운 이미지를 공개했다. 제임스웹우주망원경에 탑재된 근적외선 카메라 NIRCam으로 촬영한 이미지는 기존 관측 기기에선 확인할 수 없던 대량 별이 보인다. 타란툴라성운 중심에는 젊은 성단이 존재하고 이들이 방사하는 항성풍에 의한 영향이 형성되어 있다는 것도 확인됐다. 또 근적외선 분광기 NIRSpec 분석에 의해 밀도가 높은 주변 영역으로부터 중앙을 향해 성장하는 기둥 중 형성 중인 원시성이 포함되어 있는 것도 판명됐다고 한다.

더 긴 적외선 파장을 중적외선 관측 장치인 MIRI가 포착한 걸 보면 고온인 뜨거운 별이 보이지 않게 되어 차가운 가스와 먼지가 확실하게 보이게 되어 NIRCam이 촬영한 것과는 또 다른 독거미성운의 모습을 알 수 있다.

이 성운이 천문학자에게 흥미로운 이유 중 하나는 우주의 정오(cosmic noon)라고 불리는 시기 천체와 유사한 화학 조성을 갖고 있다는 점 때문이다. 우주의 정오란 빅뱅으로부터 20억∼30억 년 후 급속하게 은하가 성장한 시기를 가리키는 말로 이 시기 거대한 별 형성 영역은 지구가 존재하는 은하수 은하와는 다른 화학 조성이다.

하지만 타란툴라성운은 지구에서 불과 16만 광년 정도 거리에 있으면서 우주의 정오에 별 형성 영역과 비슷한 화학 조성을 갖고 있다. 따라서 타란툴라성운을 분석하면 우주의 정오에 무슨 일이 일어나고 있는지 알 수 있는 중요한 단서를 얻을 것으로 기대되고 있다. 나사는 공식 성명에서 인류는 수천 년 동안 별을 관찰해 왔지만 별 형성 과정에는 여전히 많은 수수께끼가 남아 있다며 이는 일어나는 걸 알기 위한 선명한 이미지를 얻을 수 없었기 때문이라고 밝혔다. 제임스웹우주망원경은 이미 지금까지 본 적 없는 우주의 모습을 밝히기 시작했고 이는 별 탄생 얘기를 다시 쓰는 첫 걸음일 뿐이라고 덧붙였다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.