궁수자리 C의 비밀: 제임스 웹 우주 망원경으로 밝혀진 새로운 사실

우리 은하 중심부에서 약 200광년 떨어진 궁수자리 C는 은하수에서 가장 극단적인 환경 중 하나로 알려져 있습니다. 이 지역은 거대한 성간 가스와 먼지 구름이 수백만 년에 걸쳐 자체적으로 붕괴하며 수천 개의 새로운 별을 형성하는 곳입니다. 최근 연구에서 과학자들은 NASA의 제임스 웹 우주 망원경 관측 자료를 활용하여 궁수자리 C를 전례 없는 수준으로 자세히 연구했습니다. 이 연구는 콜로라도 대학교 볼더의 천체 물리학자 존 발리와 버지니아 대학교의 사무엘 크로우, 그라나다 안달루시아 천체 물리학 연구소의 루벤 페드리아니 및 동료들이 주도했습니다.

 

 

중심 분자 구역의 별 생성 미스터리 해소

이번 연구 결과는 과학자들이 중심 분자 구역(CMZ)이라고 부르는 은하의 가장 안쪽 영역에 대한 오랜 미스터리를 해결하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 지역은 성간 가스의 밀도가 매우 높은 곳이지만, 과학자들이 예상했던 것보다 새로운 별의 탄생이 적게 일어나는 이유에 대한 의문이 있었습니다. 연구진은 강력한 자기장 선이 궁수자리 C를 관통하며 스파게티 면발처럼 보이는 뜨거운 수소 가스의 길고 밝은 필라멘트를 형성한다는 것을 발견했습니다. 이러한 현상은 주변 가스에서 별의 형성 속도를 늦출 수 있는 요인으로 추정됩니다.

 

초기 우주와 유사한 극단적인 환경

콜로라도 대학교 볼더의 천체 및 행성 과학과 교수인 발리는 "이곳은 별의 밀도가 가장 높고 수소, 헬륨 및 유기 분자의 거대하고 밀도가 높은 구름이 있는 은하의 일부입니다. 초기 우주와 유사한 극단적인 조건을 가진 가장 가까운 지역 중 하나입니다." 라고 설명했습니다. 연구진은 4월 2일 천체 물리학 저널에 연구 결과를 발표했습니다. 이 연구는 최근 로즈 장학생으로 선정된 버지니아 대학교 4학년 학부생인 크로우가 제안하고 주도한 관측 캠페인의 일부입니다.

 

 

제임스 웹 망원경으로 드러난 궁수자리 C의 독특한 모습

크로우는 제임스 웹 망원경의 놀라운 이미지가 궁수자리 C를 이전에는 볼 수 없었던 모습으로 보여준다고 언급했습니다. "이러한 자기장 때문에 궁수자리 C는 은하 중심에서 멀리 떨어진 은하의 다른 별 형성 지역과는 근본적으로 다른 모양과 외관을 가지고 있습니다." 라고 크로우는 설명했습니다. 이번 연구는 우리 은하에서 별의 격렬한 탄생과 죽음에 대해 새로운 통찰력을 제공합니다.

 

 

분자 구름과 별의 탄생, 그리고 최후

별은 일반적으로 과학자들이 "분자 구름"이라고 부르는 가스와 먼지의 밀도가 높은 구름이 있는 우주 영역에서 형성되는 경향이 있습니다. 지구에서 가장 가까운 별의 요람은 오리온 벨트 바로 아래에 있는 오리온 성운에 있습니다. 그곳에서 분자 구름은 수백만 년에 걸쳐 붕괴하며 새로운 별의 집단을 형성했습니다. 이러한 활발한 별 형성 지역은 또한 자체적인 종말을 맞이합니다. 새로운 별이 성장하면서 우주로 막대한 양의 방사선을 방출하기 시작합니다. 이 방사선은 주변 구름을 날려버려 더 많은 새로운 별을 만드는 데 필요한 물질을 제거합니다. 발리는 "태양조차도 이와 같은 거대한 성단에서 형성되었다고 생각합니다. 수십억 년에 걸쳐 우리 형제 별들은 모두 흩어졌습니다." 라고 설명했습니다.

 

궁수자리 C의 특이한 필라멘트 구조

같은 저널에 오늘 발표된 별도의 연구에서 크로우와 그의 동료들(발리 포함)은 궁수자리에서 형성되는 성장하는 "원시별"을 자세히 조사했습니다. 그들의 데이터는 이 어린 별들이 어떻게 방사선을 방출하고 주변의 가스와 먼지를 날려버리는지에 대한 자세한 그림을 보여줍니다. 발리는 자신의 연구에서 궁수자리 C의 특이한 외관을 탐구했습니다. 그는 오리온 성운이 대부분 매끄럽게 보이는 반면, 궁수자리 C는 전혀 그렇지 않다고 설명했습니다. 이 지역을 드나드는 수십 개의 밝은 필라멘트가 있으며, 일부는 길이가 수 광년에 달합니다. 이 필라멘트는 전하를 띤 입자의 뜨거운 가스인 플라즈마로 구성되어 있습니다. 스페인 안달루시아 천체 물리학 연구소의 박사후 연구원이자 연구의 공동 저자인 루벤 페드리아니는 "우리는 그 필라멘트를 전혀 예상하지 못했습니다. 그것은 완전히 우연한 발견이었습니다." 라고 말했습니다.

 

 

자기장과 궁수자리 C의 별 형성 비밀

발리는 궁수자리 C의 필라멘트와 별 형성의 본질에 대한 비밀은 아마도 자기장에 달려있다고 언급했습니다. 우리 태양보다 약 4백만 배 더 큰 질량을 가진 초대질량 블랙홀이 은하 중심에 자리 잡고 있습니다. 이 거대한 블랙홀 주변을 소용돌이치는 가스의 움직임은 주변 자기장을 늘리고 증폭시킬 수 있습니다. 이러한 자기장은 궁수자리 C의 플라즈마를 형성하는 역할을 합니다. 발리는 오리온 성운이 훨씬 더 약한 자기 환경에 있기 때문에 훨씬 더 매끄럽게 보인다고 추측했습니다.

 

 

중심 분자 구역의 별 형성 제약 요인

과학자들은 은하의 가장 안쪽 지역이 새로운 별의 중요한 탄생지라는 것을 오랫동안 알고 있었습니다. 그러나 일부 계산에 따르면 이 지역은 관측된 것보다 훨씬 더 많은 젊은 별을 생성해야 한다고 합니다. 중심 분자 구역(CMZ)에서 자기력은 분자 구름의 중력 붕괴를 막을 만큼 충분히 강하여 새로운 별 형성 속도를 제한할 수 있습니다.

 

궁수자리 C의 마지막 단계

그럼에도 불구하고 궁수자리 C의 시간은 거의 끝나가고 있을 수 있습니다. 이 지역의 별들은 이미 분자 구름의 상당 부분을 날려버렸고, 이 별의 요람은 수십만 년 안에 완전히 사라질 수 있습니다. 발리는 "거의 이야기의 끝입니다." 라고 말했습니다. 궁수자리 C는 별의 탄생과 죽음의 격렬한 과정을 보여주는 천문학적 드라마의 마지막 장을 써내려가고 있는 것입니다. 강력한 자기장이 별의 형성을 억제하는 현상은 우주에서 별이 어떻게 형성되고 진화하는지에 대한 중요한 단서를 제공하며, 제임스 웹 우주 망원경을 통해 밝혀진 이 새로운 발견은 우리 은하 중심부의 복잡한 역동성을 이해하는 데 큰 도움이 될 것입니다.