제임스 웹 우주 망원경으로 촬영한 카시오페이아 A 초신성 이미지 사진

지구에서 약 11,000광년 떨어진 곳에 위치한 카시오페이아 A라는 별의 폭발을 근적외선으로 관찰한 사진

 

 

나사의 제임스 웹 우주 망원경이 최근 카시오페이아 A라는 별의 잔해를 새로운 방식으로 보여주었습니다. 카시오페이아 A는 우리 지구에서 약 11,000광년 떨어진 거리에 있는데요, 광년이란 빛이 1년 동안 이동하는 거리를 말합니다. 이 잔해는 초신성 폭발의 결과로 생겼는데, 초신성이란 별이 죽으면서 일어나는 엄청난 폭발을 말합니다. 제임스 웹 우주 망원경은 올해 4월에 이 별의 잔해를 중적외선, 즉 우리 눈에 보이지 않는 빛으로 찍었습니다. 그리고 최근에는 NIRCam이라는 장치를 사용해 더 자세한 사진을 찍었습니다. NIRCam은 '근적외선 카메라'라는 뜻으로, 이 카메라는 우리 눈에 보이지 않는 빛을 포착합니다. 퍼듀 대학의 천문학자 대니 밀리살브제빅은 이 새로운 사진에 대해 설명했습니다. 그는 "이제 우리는 이 별이 얼마나 크게 파괴되었는지 볼 수 있습니다. 마치 작은 유리 조각 같은 필라멘트들이 남아 있죠"라고 말했습니다. 필라멘트란 여기서는 별의 폭발로 생긴 가느다란 실 같은 구조를 의미합니다. 별들은 핵융합을 통해 에너지를 만들고, 이 에너지가 별을 밖으로 밀어냅니다. 핵융합이란 핵이 결합해서 더 큰 핵을 만드는 과정인데, 이때 엄청난 에너지가 나옵니다. 하지만 별이 나이를 먹고 연료가 떨어지면, 그 별의 중력이 이 에너지를 이기게 되고, 결국 별은 폭발하게 됩니다.

 

 

이런 폭발로 우주에는 다양한 무거운 원소들이 생겨납니다. 카시오페이아 A의 폭발 빛은 지구에 약 340년 전에 도달했습니다. 이 별은 폭발하기 전에 태양보다 약 5배 큰 크기였다고 하는데요. 이렇게 멀리서 일어난 폭발이지만, 그 빛이 지구에 도달하는 데는 수천 년이 걸렸습니다. 과거에는 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경, 찬드라 X-레이 천문대 등이 Cas A를 관찰했습니다. 이 망원경들은 폭발로 인해 생긴 다양한 원소들을 발견했습니다. 예를 들어, 이 초신성은 지구 질량의 수 만 배에 달하는 황, 규소, 철, 산소 등을 뿜어냈습니다. 제임스 웹 우주 망원경의 NIRCam은 가시광선보다 넓은 파장의 빛을 감지합니다. 그래서 연구팀은 이 적외선을 다양한 색상으로 번역해 새로운 이미지를 만들었습니다. 이 이미지에서 밝은 주황색과 옅은 분홍색 부분은 초신성의 내부 껍질을 보여주며, 여기에는 황, 산소, 아르곤, 네온 등이 포함되어 있습니다. 이 가스 속에는 미래에 새로운 별을 형성할 수 있는 먼지와 분자들이 있습니다.

 

 

 

연구팀은 이번 새 이미지와 올해 초에 찍은 중적외선 이미지를 비교했습니다. 4월 이미지에서는 주황색과 빨간색이 잔해의 내부 껍질 가장자리를 나타냈는데, 새 이미지에서는 이 부분이 연기처럼 보입니다. 이 경계는 초신성 폭발이 주변 물질과 충돌하는 지점을 나타내는데, 이 물질은 근적외선에서는 뜨겁지 않아 감지되지 않습니다. 중적외선 이미지에서 녹색 루프의 빛은 '그린 몬스터'라고 불리는데, 웹의 시각에서는 보이지 않습니다. 그 이미지에서 구멍 부분은 이온화된 가스로 테두리가 있는데, 이는 근적외선 이미지에서 하얀색과 보라색으로 나타납니다. 이는 폭발이 별에서 나온 가스를 밀고 형성한 것으로 보입니다. 마지막으로, 제임스 웹 우주 망원경은 '베이비 카스 A'라고 별명이 붙은 빛의 메아리를 포착했습니다. 이 빛의 메아리는 이미지 오른쪽 하단에 나타난 덩어리로, 초신성의 빛이 멀리 떨어진 먼지를 따뜻하게 하며 빛납니다. 이 빛의 메아리는 주요 초신성 잔해 뒤쪽으로 약 170광년 떨어져 있습니다.

 

 

 

VIA : smithsonianmag