[우주를 보다] NASA 비행 망원경이 포착한 백조성운의 ‘원시 별 공장’

거대한 비행기에 실려 하늘을 날아다니는 망원경이 우주 속에서 ‘별 제조 공장’을 찾아냈다. ‘하늘나는 망원경’은 바로 성층권 적외선 천문대(The Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy·SOFIA)로, 이름 그대로 성층권 가까이 비행하면서 적외선 영역 관측을 실시한다. 미 항공우주국(NASA)과 독일항공우주센터(DLR)이 합작한 ‘비행 천문대’로, 기반 플랫폼은 민항기로 쓰이던 보잉 747SP이다.

항공기에 탑재된 것 가운데 가장 거대한 주경 2.5m급 반사 망원경이 설치된 소피아는 이번에 지구에서 약 5000광년 떨어진 곳에 위치한 백조성운(Swan Nebula) 속에서 원시 별들이 막 만들어지고 있는 ‘별 제조 공장’을 잡아냈다.

오메가 성운(M17 혹은 NGC 6618)으로 불리기도 하는 백조성운은 궁수자리에 있는 거대한 성운으로, 지름이 15광년에 이르며, 성간물질로 이루어진 구름까지 포함하면 무려 40광년에 이르는 어마무시한 크기다. 따라서 백조성운의 총질량은 태양질량의 800배를 훌쩍 넘는다.

캘리포니아에 있는 NASA 에임스연구센터의 SOFIA 과학센터 선임 과학자 짐 드 부이저는 “이것은 이 영역의 파장에서 볼 수 있었던 것 중 가장 명료한 이미지이자 최초로 접한 가장 젊고 거대한 별들로, 오늘날 우리가 볼 수 있는 전형적인 성운으로 어떻게 진화했는지 이해할 수 있는 단서를 제공했다”고 밝혔다.

팀이 만든 새로운 이미지는 SOFIA의 작업이 다른 망원경의 관측을 보완하는 방법을 보여준다. 파란색으로 표시된 SOFIA의 데이터는 백조성운의 중심에 있는 거대한 별들로 인해 가스가 어떻게 따뜻해지는지를 보여준다. 녹색은 더 오래된 새 별에 의해 예열된 먼지를 나타내며, 붉은색은 유럽우주국(ESA)의 허셜 망원경으로 관측된 더 차가운 먼지이고, 하얀 별은 곧 퇴역할 NASA의 스피처 우주망원경으로 포착된 것이다.

관측 전에 천문학자들은 백조성운이 동시에 형성된 것으로 생각했다. 그러나 SOFIA는 성운의 중앙 부분이 가장 오래된 것임을 발견했으며, 성운의 북부 지역은 다음에 형성되었고, 남부 지역은 가장 젊은 축에 속한다는 사실을 밝혀냈다. SOFIA의 예리한 적외선 눈은 가려진 가스를 뚫고 막 태어난 어린 별들과 같은 열원을 볼 수 있다.

지구의 뒤를 따라 태양 궤도를 돌며 적외선 관측을 수행하던 스피처 우주망원경은 원래의 설계 수명을 크게 초과한 16년의 임무를 수행한 후 오는 1월 30일 퇴역할 것이라고 한다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com