지구에서 1300광년 떨어진 우주에는 말 머리 모양과 비슷한 형태를 취한 어두운 성운인 말머리 성운(Horsehead Nebula)이 펼쳐져 있다. 최근 제임스웹우주망원경에 탑재된 중적외선 관측 장치(MIRI)와 근적외선 카메라(NIRCam)가 전례 없이 선명하게 말머리 성운을 포착하는 데 성공했다.
말머리 성운 같은 광해리 영역(PDR)에서는 질량이 큰 젊은 별에서 방출된 자외선이 별을 둘러싼 이온화된 기체와 별이 탄생한 구름 사이에 기체와 먼지가 섞인 고온 영역을 만든다. 이런 PDR에서 방출되는 빛은 천문학적으로 중요한데 이를 통해 별 형성 과정과 성간 물질을 관측할 수 있기 때문. 또 말머리 성운은 PDR 물리적 구조, 기체와 먼지 화학적 특성, 방사선을 받은 성간 물질의 변화 과정을 연구하기에 이상적인 천체 중 하나로 여겨지고 있다.
제임스웹우주망원경은 이런 말머리 성운을 관측하고 있다. 미항공우주국 나사(NASA) 주도로 개발된 제임스웹 우주망원경에는 MIRI와 NIRCam 관측 장치가 탑재되어 말머리 성운을 비롯한 다양한 천체를 관측하고 있다. 제임스웹우주망원경은 이번에 말머리 성운 가장자리 작은 층상 구조를 처음으로 명확히 밝혀냈다. 또 PDR 전면에 수직으로 뻗어 있으며 성운의 광발산(photoevaporation) 현상에 휩싸인 먼지 입자와 전리 기체를 포함하는 줄무늬 모양도 감지했다. 이번 관측 결과를 통해 천문학자는 광발산으로 인한 먼지 감쇠와 방출 영향을 조사하고 성운 내 다층적 구조를 분석할 수 있게 됐다.
유럽 우주개발기구 ESA는 유클리드 우주 망원경이 촬영한 이미지, 허블우주망원경 적외선 이미지, 제임스웹우주망원경 NIRCam이 촬영한 근적외선 이미지를 합성해 말머리 성운을 줌인한 동영상을 공개했다. NIRCam 촬영 이미지는 말머리 성운 내부가 선명하게 드러난 반면 MIRI 촬영 이미지는 말머리 성운 층상 구조를 확인할 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.