성운(Nebula)

과학(Science)/우주 (Universe)

성운(Nebula)

SURPRISER - Tistory 2023. 3. 4. 18:34

밤하늘에 떠 있는 구름처럼 보이는 '성운(Nebula)'은 우주를 떠도는 가스와 먼지가 짙게 모여서 생긴 것이다. 선명하게 빛나는 것과 새까만 것, 원형으로 보이는 것 등 그 모양과 색깔은 다양하다. 성운은 별의 일생과 크게 관련이 있으며, 그 생기는 방식을 바탕으로 몇 가지 유형으로 분류된다. 마치 명화처럼 아름다운 성운을 그 유형별로 알아보자.

0. 목차

'성운'이란 무엇인가?
발광 성운(Emission Nebula)
반사 성운(Reflection Nebula)
암흑 성운(Dark Nebula)
행성상 성운(Planetary Nebula)
초신성 잔해(Supernova Remnant)
성운과 은하를 둘러싼 대논쟁
'성운' 갤러리

1. '성운'이란 무엇인가?

'성운(Nebula)'이란 윤곽이 확실하지 않은 구름 모양의 대규모 성간 물질을 말한다. 별들이 무리를 지어 있는 '성단'과는 다른 것으로 '성운'은 우주의 가스와 먼지 등으로 이루어져 있다. '은하계내 성운'과 '은하계 바깥의 성운'이 있으며, 아주 넓은 공간에 흩어져 있어서 성운에 따라서는 별 수백 개의 질량에 해당하는 큰 질량을 가진 것도 있다. 그러나 성운이 퍼져 있는 공간은 매우 넓기 때문에 성운의 밀도는 매우 낮아 공간은 거의 텅 빈 것처럼 보인다.

성운은 발광 방법에 따라 '발광성운(Emission Nebula, 휘선성운, 방출성운)', '반사성운(Reflection Nebula)', '암흑성운(Dark Nebula)'으로 구분된다. 그리고 그 모양에 따라서는 '행성상성운(Planetary Nebula)', '초신성잔해(Supernava remnant)', '산광성운(Diffuse Nebula)'으로 구분된다. 그리고 '발광 성운'과 '반사 성운'은 모두 '산광 성운'으로, 가스와 먼지가 빛나는 성운이다.

1-1. 발광 방법에 따른 분류

발광성운(Emission Nebula, 휘선성운, 방출성운): 가스가 고온의 별로부터 자외선을 받아 이온화하여 빛을 내는 성운이다. 주로 가스로 된 성간물질 가까이에 고온의 별이 가까이 있는 경우, 고온의 별에서 복사되는 자외선에 의하여 수소 가스가 들뜨게 되어 밝은 빛을 내게 된다.
반사성운(Reflection Nebula): 성운 스스로는 빛을 내지 않으나, 주위의 고온의 별로부터 받은 빛을 반사하여 마치 스스로 빛을 내는 것처럼 보이는 가스와 먼지로 이루어진 성운이다.
암흑성운(Dark Nebula): 성운 스스로는 빛을 내지 않으나, 성운 뒷편에 있는 별이나 발광 가스를 차단하여 검은 덩어리 또는 띠로서 관측되는 성운이다. '발광성운'이나 '반사성운'과 같은 밝은 성운 또는 밝은 별 앞에 주로 먼지와 티끌로 된 고밀도의 성간 물질이 있어, 그 배후에서 오는 빛을 차단하여 검은색의 실루엣처럼 보인다.

1-2. 모양에 따른 분류

행성상성운(Planetary Nebula): 원판 모양, 가락지 모양 등 비교적 뚜렷한 형상을 가진 것이 많고, 작은 망원경으로는 마치 행성처럼 보인다. 대개 중심부에 백색왜성 같은 고온의 별이 있는데, 이러한 별을 중심별이라고 한다. 항성 진화의 마지막 단계에서 별의 바깥층이 분리되어 가스체가 되는 것으로 추측된다.
초신성잔해(Supernava remnant): 초신성의 발생 뒤 그 잔해로 이루어진 가스성운으로, 중심으로부터 바깥쪽으로 퍼지는 모습을 보인다.
산광성운(Diffuse Nebula): 행성상성운과 달리 처음부터 성간가스와 먼지 등이 모여 이루어진 성운이다. 모양이 불규칙하며, 지름이 수십 광년에 이른다. 일반적으로 성운이라면 이러한 '산광성운'을 말하는 경우가 많다.

2. 발광 성운(Emission Nebula)

'발광 성운(Emission Nebula, 휘선성운, 방출성운)'은 우주 공간에 짙게 모인 가스가 스스로 빛을 내서 빛나는 성운이다. 단 '발광 성운'이 짙은 가스 영역에라고 해도 우주의 다른 영역과 비교해서 짙다는 것이지, 지구의 대기와 비교하면 거의 진공이라고 할 수 있는 밀도이다. '발광 성운' 내부에는 젊고 고온인 항성이 있다. 기본적으로는 그 성운 내부의 가스와 먼지를 재료로 태어난 항성들이다. 젊고 고온인 별들은 아주 강한 자외선을 주변으로 방출한다. 항성에서 나온 이 자외선을 주위에 있는 어떤 가스가 흡수하면 가스는 '전리화(이온화)'되어, 가시광선을 방출하게 된다.

이와 같은 방법으로 가스가 빛나는 것이 '발광 성운'이다. 그래서 '발광 성운'의 색깔은 가스 색깔, 즉 '빛의 파장'은 가스 특유의 것이 된다. 우주 공간에 떠도는 가스의 대부분은 '수소(H, 원자번호 1번)'이기 때문에, 발광 성운을 사진으로 촬영하면 대부분 수소 특유의 옅은 빨간색으로 찍힌다. 다만, 사람의 눈은 수소가 방출하는 열은 빨간색에 대한 감도가 낮다. 그래서 맨눈으로 관찰하면 산소에서 방출되는 열은 초록색으로 보이는 경우가 많다.

에너지가 높은 항성에서는 '발광 성운'을 빛나게 하는 '발광 성운'을 빛나게 하는 '항성풍'이 뿜어져 나온다. '항성풍(Stellar Wind)'이란 항성에서 방출된 가스의 흐름을 말한다. 항성풍이 주위에 모인 가스와 먼지를 서서히 불어서 날려버리면 '발광 성운'은 머지 않아 흩어져 사라진다. 발광 성운의 수명은 그 규모에 따라 다르지만 대략 수십만 년~수천만 년이다.

3.반사 성운(Reflection Nebula)

'반사 성운(Reflection Nebula)'의 또 다른 하나의 유형인 '반사 성운'은 이름처럼 항성이 방출하는 빛을 먼지가 반사·산란함으로써 빛나는 성운이다. '발광 성운'이 가스 특유의 색으로 빛나는 데 비해, '반사 성운'은 항성의 색을 반영해서 빛난다. 단, 온도가 그다지 높지 않은 노란색과 빨간색 항성에서 나오는 빛은 약하기 때문에, 성운에서 산란되어도 눈에 띄지 않는 경우가 많다. 그래서 지구에서 보이는 '반사 성운'은 비교적 온도가 높은 푸른별에서 나온 빛을 산란한 것이 많다. 또 먼지는 빨간색보다 파란색 빛을 많이 산란하는 성질을 가지고 있다. 이것도 파란색으로 보이는 반사 성운이 많은 이유이다.

'반사 성운'이 될지 '발광 성운'이 될지를 결정하는 것도 성운을 빛내는 항성의 온도이다. 온도가 매우 높은 항성에서는 주위 가스를 전리하는 데 충분한 에너지의 자외선이 방출되기 때문에, 주위의 성운은 '발광 성운'이 된다. 반면에 그것보다 온도가 낮고 주위 가스를 전리시키는 데 자외선이 불충분한 경우에는 '반사 성운'이 된다.

4. 암흑 성운(Dark Nebula)

'암흑 성운(Dark Nebula)'은 그 자체는 빛을 내지 않은 성운이다. 암흑 성운은 가스와 먼지가 특히 짙고 배후의 빛을 가림으로써 두드러져 보인다. 밝게 빛나는 '산과 성운'에 중첩되어 관측되는 경우가 많다. 우주 공간에서 가스와 먼지가 밀집된 부분이 생기면 그영역의 중력이 커지기 때문에, 더욱더 주위 가스와 먼지를 흡수해서 짙어진다. 이렇게 해서 생기는 것이 '암흑 성운'이다.

진하게 모인 가스와 먼지는 새로운 항성을 만드는 재료가 된다. 그래서 '암흑 성운'은 새로운 항성의 탄생 현장이 된다. 그리고 암흑 성운 내부에서 새로운 항성이 탄생되면, 별에서 나오는 항성풍으로 인해 주위에 모인 가스와 먼지는 날아간다. 머지 않아 암흑 성운은 옅어지고, 탄생한 항성의 빛을 받아 빛나는 '발광 성운'과 '반사 성운'으로 바뀌어 간다.

가시광선으로는 암흑 성운의 내부와 그 건너편을 관측할 수 없지만, 파장이 더욱 긴 적외선과 전파를 관측하면 암흑 성운 내부와 배후를 모두 볼 수 있다. 암흑 성운 내부를 관측함으로써 항성이 탄생하는 구조에 관한 지식을 얻을 수도 있다.

5. 행성상 성운(Planetary Nebula)

'행성상 성운(Planetary Nebula)'은 태양 같은 항성이 죽음에 이를 때 만들어내는 성운이다. 가스가 먼지가 모여 있는 성운은 항성의 탄생 현장이 되지만, 반대로 항성이 성운을 만들기도 한다. '행성상 성운'은 망원경의 성능이 좋지 않았을 때 발견될 당시, 태양계의 행성들처럼 '넓이'를 가진 것처럼 보여 이런 이름이 붙여졌다. 그러나 실제로는 행성과는 전혀 상관이 없다. 또 행성처럼 원형으로 보이지 않는 '행성상 성운'도 있다.

'행성상 성운'은 지금까지 소개한 성운과는 모습이 크게 다르다. 그러면 '행성상 성운'은 어떻게 해서 이런 모양이 되었을까? 밝게 빛나는 항성 내부에서는 주로 수소를 사용해서 '핵융합 반응'이 일어난다. 그리고 핵융합 재료를 모두 소진하면 항성은 수명을 다하게 된다. 태양의 경우, 앞으로 대략 50억 년 후에 수명이 다할 것으로 추정된다. 핵융합을 마친 항성은 외부에 휘감고 있던 가스를 주위로 방출하기 시작한다. 그리고 최종적으로는 항성의 핵만 중심에 남는다. 이 남겨진 핵을 '백색왜성(White Dwarf)'라고 한다. '백색 왜성'은 고온이며 강한 자외선을 방출한다. 이 자외선 때문에 주위로 방출되었던 가스가 전리되어 빛을 내는 것이 '행성상 성운'이다. 방출된 가스에는 항성의 핵융합으로 인해 합성된 산소·질소 등의 원소가 포함되어 있다.행성상 성운은 그러한 원소 특유의 색으로 빛나는 것이다.

관측된 형태는 '원형'과 '모래시계형' 등 다양하다. 이것은 항성의 '자전(Rotation)'과 '쌍성(Binary Star)'의 유무 등의 영향으로 가스의 방출 방식이 다양하기 때문이라고 생각된다. 또 가스 방출 방식이 비슷하다고 해도, 다른 각도에서 '행성상 성운'을 볼 경우 다른 형태로 보인다. 예컨대 옆 방향에서는 '모래시계형'으로 보이지만, 위와 아래 방향에서 관측하면 '원형'으로 보이는 것도 있다.

'행성상 성운'으로 최후를 맞이하는 항성은 질량이 태양의 8배까지인 비교적 작은 항성이다. 그보다 큰 항성은 더 다이나믹한 최후를 맞이하게 된다. 그 결과 만들어지는 것이 '초신성 잔해(Supernova Remnant)'이다.

6. 초신성 잔해 (Supernova Remnant)

태양의 8배 이상의 큰 질량을 갖고 있는 항성은 대규모 폭발을 일으키고, 그 생애를 마친다. 또 드물게 백색 왜성이 된 비교적 작은 별도 쌍성일 경우 또 다른 가스를 빨아들여서 대폭발을 일으키는 경우가 있다. 그 폭발들을 '초신성 폭발(Supernova Explosions)'이라고 한다. '초신성 폭발'로 인해 방출된 에너지는 매우 크며, 폭발할 때는 태양의 수억~수백억 배의 밝기로 빛난다고 한다. 지구 가까이에서 일어나면, 아무것도 없던 밤하늘에 갑자기 눈부시게 아름다운 빛을 내는 새로운 별이 탄생한 것처럼 보인다.

초신성 폭발이 일어나면 거기에서 충격파가 나온다. 이 충격파가 폭발로 인해 날아간 물질과 우주 공간을 떠다니는 가스와 먼지에 부딪쳐 그 물질들은 1만℃ 이상으로 열을 받는다. 온도가 높아진 물질은 가시광선과 X선 등을 방출하며 '초신성 잔해(Supernova Remnant)'라고 부르는 천체가 된다. 초신성 잔해에서 방출된 충격파는 주위로 넓게 퍼지기 때문에 초신성 잔해도 서서히 확대된다. 그리고 최종적으로는 대략 수만 년 정도 만에 우주 공간으로 흩어진다.

7. 성운과 은하를 둘러싼 대논쟁

'성운'이란 가스와 먼지가 모여서 생긴 것이다. 그러나 그것과는 달리, 별이 대량으로 모여서 밝고 거대한 '은하(Galaxy)'도 예전에는 '성운(Nebula)'으로 간주되었다. 성능이 좋지 않은 망원경과 맨눈으로 은하를 관찰하면, 성운을 닮아 희미하게 퍼진 구름처럼 보이기 때문이다. 그 흔적으로 '안드로메다 은하'를 '안드로메다 성운'이라고 부르는 경우가 있다. 또 '대마젤란운', '소마젤란운'이라 부르는 천체도 실제로는 성운이 아니라 무수히 별이 모인 은하이다. 은하가 다른 성운과는 달리, 인류가 사는 '우리 은하(The Milky way Galaxy)' 밖에 있는 별들의 거대한 집단이라는 사실을 안 것은 20세기에 들어와서이다. 그 발견은 동시에 당시의 우주관을 크게 바꾸어놓기도 했다.

7-1. 우리은하의 안쪽일까, 바깥쪽일까?

1784년, 프랑스의 천문학자 '샤를 메시에(Charles Messier, 1730~1817)'가 만든 성운과 성단의 목록인 '메시에 목록'에도 은하가 몇 차례 기재되었다. 예를 들어 메시에 목록 31번, 즉 'M31'은 안드로메다은하이다. 은하의 대부분은 소용돌이 모양과 타원 모양을 하고 있다. 그래서 오랫동안 은하는 '나선 성운'과 '타원 성운' 등으로 불려 왔다. 당시, 이들 천체는 다른 성운과 같은 성질의 천체로 여겨졌던 것이다. 그 이유는 '은하'라는 개념이 확립되어 있지 않았고, 오늘날 말하는 우리은하가 바로 우주 전체라고 알려져 있었기 때문이다.

한편, 18~19세기에 걸쳐 우리은하의 구조가 밝혀졌다. 독일 출신의 영국 천문학자 '윌리엄 허셜(William Herschel, 1738~1822)'은 원반 모양에 수많은 별이 모여서 우리은하가 이루어진다는 것을 1785년에 주장했다. 그 후 관측 등을 통해 우리은하의 더욱 상세한 구조를 알게 되자, 나선 성운과 타원 성운도 우리은하와 마찬가지로 별의 거대한 집단인 '은하'가 아닐까라는 견해가 나왔다. 그리고 1920년에는 미국의 천문학자 '할로 섀플리(Harlow Shapley, 1885~1972)'와 '히버 커티스(Heber Curtis, 1872~1942)' 두 사람이 토론을 벌였다. 이 토론은 후에 '천문학 대논쟁'이라고도 불리는 유명한 것이 되었다. '할로 섀플리(Harlow Shapley)'가 '나선 성운'과 '타원 성운'이 우리은하 내부에 존재하는 천체라고 주장한 데 비해, '히버 커티스(Heber Curtis)'는 이들 천체가 우리은하 바깥쪽에 있는 다른 은하라고 주장했다.

7-2. 우리은하는 유일한 은하가 아니었다.

이 논쟁에 매듭을 지은 사람은 '에드윈 허블(Edwin Hubble, 1889~1953)'이다. '에드윈 허블(Edwin Hubble)'은 1923~1924년 관측에서 '안드로메다 성운' 안에서 거리를 재는 기준이 되는 '맥동형 변광성'을 찾아냈다. '맥동형 변광성(Pulsating Variables)'이란 특정한 주기로 빛의 강도가 변하는 항성이다. 그 주기와 항성의 본래의 밝기를 구할 수 있는 것이다. 일반적으로 항성에서의 거리가 멀어지는 만큼 눈에 보이는 밝기는 어두워져간다. 다시 말하면, '맥동형 변광성' 본래의 밝기와 겉보기 밝기를 비교함으로써 항성까지의 거리를 알 수 있다.

이렇게 구해진, 맥동형 변광성을 포함한 '안드로메다 성운'까지의 거리는 약 67만 광년이었다. (지금은 250만 광년 정도로 추정) 이것은 당시 추정되었던 우리은하의 지름을 크게 웃돌았다. 즉, 안드로메다성운은 우리은하에서 멀리 떨어진 '별들이 모인 거대한 덩어리(은하)'라는 사실을 알 수 있었다. 이에 따라 '안드로메다 성운(Andromeda Nebula)'이라는 이름은 '안드로메다 은하(Andromeda Galaxy)'로 바뀌어 갔다.

이 발견은 단순히 '성운(Nebula)'과 '은하(Galaxy)'가 다른 천체라는 사실을 밝힌 것만은 아니었다. 우리은하 바깥쪽에도 우주가 넓게 펼쳐져 잇으며, 우리은하와 동등한 다른 은하가 무수히 존재한다는 점을 분명히 한 천문학의 커다란 전환점이었다. 은하가 성운에서 제외되었기 떄문에, 현재 성운으로 분류되는 천체는 기본적으로는 모두 가스와 먼지의 모임이라고 할 수 있다. 가스와 먼지라고 말하면 별것 아닌 것처럼 들리겠지만, 실제로는 그 속에 별이 태어나서 죽을 때까지의 우주의 신비가 가득 차 있다.

8. '성운' 갤러리

아래에 다양한 성운의 모습와 간단한 설명을 첨부하였다. '발광 성운(Emission Nebula)', '반사 성운(Reflection Nebula)', '암흑 성운(Dark Nebula)', '행성상 성운(Planetary Nebula)', '초신성 잔해(Supernova Remnant)'순으로 정리하였다.

8-1. 고양이발 성운(Cat's Paw Nebula)

이름: Cat's Paw Nebula, NGC 6334
분류: 발광성운(Emission Nebula)
특징: 우주에 떠 있는 발볼록살 모양
거리: 5500광년
촬영: 2020년 2월 20일

아래의 영상은 '고양이발 성운(Cat's Paw Nebula)'이라고 불리는 성운이다. 지구에서 약 5500광년 거리에 있다. 고양이발 안쪽에 있는 발볼록살처럼 보인다고 해서 '고양이발 성운'이라는 이름이 지어졌다. 이 성운 안에는 과거 수백만 년 동안 태양의 10배 정도의 질량인 별이 대량으로 만들어지고 있다. 그 항성에서 나온 자외선을 흡수해서 주위 가스가 빛을 방출하고 있다.

8-2. 장미 성운(Rosette Nebula)

이름: Rosette Nebula, NGC2237
분류: 발광성운(Emission Nebula)
특징: 우주에 떠 있는 발볼록살 모양

마치 장미꽃처럼 보이는 '장미성운(Rosette Nebula)'이다. 지구에서 약 4500광년 거리에 있다. 이 성운은 장미꽃처럼 보이며, 가운데의 색깔이 다른 영역은 항성풍 때문에 주위의 가스가 날아가서 생긴 흔적이다.

8-3. 오리온 대성운(Orion Nebula)

이름: Orion Nebula, M42, NGC 1976
분류: 발광성운(Emission Nebula)
특징: 빛나기 시작한 대성운
촬영: 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)

오리온자리 속에 보이는 '오리온 대성운(Orion Nebula)'은 가장 밝게 보이는 '발광성운' 가운데 하나로, 지구에서 약 1400광년 거리에 있다. 이 성운을 빛내는 항성은 나이가 수십만 살 정도로 아주 젊은 별들이다. 오리온대성운은 아직 빛나기 시작한지 얼마 안 된 '발광 성운'이라고 여겨진다. 아래의 영상은 '허블 우주 망원경'으로 관측한 것이다.

8-4. 마녀머리 성운(Witch Head Nebula)

이름: 마녀머리 성운(Witch Head Nebula)
분류: 반사 성운(Reflection Nebula)
특징: 우주를 바라보는 마녀
거리: 약 1000광년

가까이 있는 항성의 빛을 반사한 성운이 마치 옆을 향한 마녀 얼굴처러 보여서 '마녀머리 성운'이라는 이름이 붙었다. 오리온자리의 오른쪽 아래에 있는 1등성 '리겔(Rigel)'이 성운을 밝히고 있다. 이 성운은 지구에서 약 1000광년 정도의 거리에 있다.

8-5. 삼렬 성운(Trifid Nebula)

이름: 삼렬 성운(Trifid Nebula)
분류: 발광 성운(Emission Nebula), 반사 성운(Reflection Nebula)
특징: '발광 성운'과 '반사 성운'의 공동 작업
거리: 약 5500광년
촬영: MPG/ESO 2.2m 망원경

아래의 영상은 '삼렬 성운(Trifid Nebula, 삼엽 성운)'을 찍은 것으로, 약 5500광년 거리에 있다. 아래쪽에 빨간색으로 빛나는 것은 수소 가스가 빛을 내는 '발광 성운'이고, 위쪽에서 푸른색으로 빛나는 것이 항성의 빛을 반사한 '반사 성운'이다. MPG/ESO 2.2m 망원경으로 관측했다.

8-6. 버나드 68

이름: 버나드 68(Bernard 68)
분류: 암흑 성운(Dark Nebula)
특징: 우주에 뚫려 있는 검은 구멍
촬영: 1999년, VLT(Very Large Telescope)

'암흑 성운'은 배우의 별빛을 가리기 때문에 암흑 성운이 있는 곳에서 마치 우주 공간에 구멍이 뚫려 있는 것처럼 보인다. 그러나 가시광선보다 파장이 긴 적외선으로 관측하면 '암흑 성운'을 투과해서 적외선이 오기 떄문에 암흑 성운 배후에 분명히 별이 존재한다는 사실을 알 수 있다. 이 암흑 성운의 이름은 '버나드 68(Bernard 68)'이다. 아래의 첫번째 영상은 칠레에 있는 'VLT(Very Large Telescope)'라는 망원경의 가시광선으로 관측한 것이다. 아래의 두번째 영상은 역시 칠레에 있는 'NTT(New Technology Telescope)'로 찍은 적외선 관측 결과를 합친것이다.

8-7. 용골자리 성운

이름: 용골자리 성운(Carina Nebula), NGC3372
분류: 암흑 성운(Dark Nebula), 발광 성운(Emission Nebula)
특징: 산처럼 우뚝 솟은 암흑 성운
거리: 약 7500광년
촬영: 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)

아래의 영상은 '용골자리 성운(Carina Nebula)'이라 불리는 밝은 '발광 성운'에 두드러져 보이는 '암흑 성운(Dark Neubula)'을 포착한 것이다. 지구에서 약 7500만 년 거리에 있다.

암흑 성운은 별의 재료가 되는 가스와 먼지가 매우 진하고 내부에서 한창 새로운 별이 탄생하고 있다. 탄생한 지 얼마 안된 별에서는 가스가 반대되는 두 방향으로 힘차게 분출된다. 이것을 '제트 분사(Jet Injection)'라고 한다. 이 영상에서도 화살표로 표시한 부분에서 좌우로 제트 분사를 볼 수 있다. 여기에 갓 태어난 별이 존재할 것으로 추정된다. 하지만 아직 먼지가 짙기 때문에 내부의 별을 확인할 수는 없다. 시간이 어느 정도 지나면 성운이 날아가고 새롭게 탄생한 별이 나타날 것이다. 이 영상은 '허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)'으로 촬영했다.

8-8. 독수리 성운

이름: 독수리 성운(Eagle Nebula)
분류: 암흑 성운(Dark Nebula), 발광 성운(Emission Nebula)
특징: 지워진 암흑 성운
거리: 약 7000광년
촬영: 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)

'독수리 성운(Eagle Nebula)'은 지구에서 약 7000광년 떨어져 있는 성운으로, '독수리 성운'이라는 '발광 성운'에 두들어져 보이는 '암흑 성운'을 '허블 우주 망원경'으로 촬영했다. '독수리 성운' 안에 있는 별에서 부는 항성풍과 강한 자외선의 영향으로 표면에서 서서히 가스와 먼지가 사라져 간다. 특히 영상 윗부분 약간 왼쪽에는 암흑 성운의 표면이 밝아서, 증발이 일어나는 것처럼 보인다. 이 암흑 성운 내부에서도 바로 별이 탄생하려는 것처럼 보인다.

8-9. NGC 2440

이름: NGC 2440
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)
특징: 가장 고온인 백색 왜성을 가진 '행성상 성운'
거리: 약 4000광년
촬영: 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)

아래의 영상은 지구에서 약 4000광년 떨어져 있는 NGC 2440이라는 '행성상 성운(Planetary Nebula)'이다. 영상 가운데에는 원래의 항성이 주변의 가스를 방출한 후애 남긴 '백색 왜성(White Dwarf)'을 확인할 수 있다. 이 백색 왜성은 40만℃ 정도로, 현재 알려져 있는 가장 고온의 백색 왜성 중 하나이다. 이 백색왜성에서 나오는 아주 강한 자외선이 주위 가스를 빛나게 한다. 이 영상은 '허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)'으로 촬영한 것으로, 파란색은 '헬륨(He)', 초록색은 '산소(O)', 빨간색은 '질소(N)'와 '수소(H)'에서 나온 빛을 나타낸다.

8-10. NGC 2392

이름: NGC 2392
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)
거리: 약 5000광년

NGC 2392는 1787년에 발견된 '행성상 성운(Planetary Nebula)'으로, 지구에서 약 5000광년 떨어져 있다. 지구에서 관측하면, 털이 달린 둥근 모자를 뒤집어 쓴 사람 얼굴처럼 보이기도 한다. 빨간색은 질소에서 나온 빛을 나타낸다.

8-11. NGC 6751

이름: NGC 6751
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)
거리: 약 6500광년

NGC 6751은 눈동자 처럼 보이는 '행성상 성운'이다. 지구에서 약 6500광년 거리에 있다. 가스를 방출하기 시작해서 수천 년이 지났다고 추정된다. 빨간색은 질소, 파란색은 산소에서 나온 빛을 나타낸다.

8-12. IC 418

이름: IC 418
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)

IC418은 표면에 물결처럼 굽이치듯이 보이는 '행성상 성운'이다. 이런 모양이 생기는 이유는 잘 알려져 있지 않다. 지구에서 약 2000광년 떨어져 있다. 빨간색은 질소, 초록색은 수소, 파란색은 산소에서 나온 빛을 나타낸다.

8-13. 고양이눈 성운(NGC 6543)

이름: 고양이눈 성운(NGC 6543)
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)

몇 개의 거품이 겹쳐져 있는 것처럼 보인다. '행성상 성운' 중에서도 특히 복잡한 구조를 하고 있다. 지구에서 약 3000광년 거리에 있다. 산소, 수소, 니켈에서 나온 빛을 관측했다.

8-14. 나비 성운

이름: 나비 성운(Butterfly Nebula)
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)

날개를 펼친 나비처럼 보이는 '행성상 성운'이다. 지구에서 약 3800광년 거리에 있다. 하얀색은 황, 주황색은 질소, 갈색은 수소, 보라색과 청록색은 산소, 파란색은 헬륨에서 나온 빛을 나타낸다.

8-15. 아령 성운

이름: 아령 성운(Dumbbell Nebula), M27, NGC 6853
분류: 행성상 성운(Planetary Nebula)

'아령 성운'은 가장 밝게 보이는 '행성상 성운'중 하나이다. 1764년에 발견되었다. 지구에서의 거리는 확실하게는 알려져 있지 않지만 약 1200광년 정도로 추정된다. 빨간색은 수소, 초록색은 산소에서 나온 빛을 나타낸다.

8-16. 카시오페이아자리 A

이름: 카시오페이아자리 A (Cas A)
분류: 초신성 잔해(Supernova Remnant)
특징: 다양한 빛을 내는 초신성 잔해
거리: 11000광년

325년 전에 일어난 초신성 폭발의 잔해 '카시오페이아자리 A(Cassiopeia A)'를 찍은 것이다. 지구에서 약 11000광년 거리에 있다. 영상에서 '빨간색'은 '스피처 우주 망원경(Spitzer Space Telescope)'으로 관측한 수십 ℃까지의 가스와 먼지에서 방출되는 적외선, '노란색'은 '허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)'으로 관측한 1만 ℃ 정도의 가스에서 나오는 가시광선, 파란색과 초록색'은 'X선 천문 위성 찬드라'로 관측한 약 10만 ℃인 고온의 가스에서 나오는 X선을 나타낸다.

8-17. N49

이름: N49
분류: 초신성 잔해(Supernova Remnant)
거리: 약 16만 광년

지구에서 약 16만 광년 떨어진 '대마젤란은하(Large Magellanic Cloud)' 속에 있는 '초신성 잔해'이다. 고온 가스가 방출하는 X선을 파란색으로, 가시광선을 하얀색과 노란색으로, 약간 저온인 가스가 방출하는 적욋너을 빨간색으로 나타냈다. X선은 '찬드라 X선 망원경(Chandra X-ray Observatory)'으로, 가시광선은 '허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)'으로, 적외선은 '스피처 우주 망원경(Spitzer Space Telescope)'으로 관측했다.

8-18. 백조자리 환상 성운

이름: 백조자리 환상 성운(Cygnus Loop Nebula)
분류: 초신성 잔해(Supernova Remnant)
거리: 약 1500만 광년

아래의 영상은 초신성 잔해에서 생긴 충격파가 부딪쳐서 가열된 가스와 먼지로부터 방출된 자외선을 'GALEX(자외선 천문 관측 위성)'가 찍은 것이다. 지구에서 약 1500광년 거리에 있다. 초신성이 폭발한 최초의 빛은 5000~8000년 전에 지구에 도달한 것으로 여겨진다.

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