【정견뉴스】
스페이스닷컴 2025년 9월 11일 보도에 따르면, 웹 망원경이 촬영한 새로운 이미지는 우리 은하계 먼 변방의 한 대질량 항성이 강력한 우주 제트류를 분출하고 있음을 보여준다.
제임스웹 우주망원경(JWST)이 두 개의 제트가 주변 성간 매질과 충돌하는 장면을 포착했으며, 이는 샤플리스 2-284(Sharpless 2-284, 약칭 Sh2-284)라는 성운 구조를 형성했다. 이 제트들은 시속 수십만 마일의 속도로 팽창하며 총 직경이 무려 8광년에 달한다. 더 중요한 것은 이 현상이 우주에서 대질량 별의 형성 과정을 드러낸다는 점이다.
버지니아 대학교 샬러츠빌 캠퍼스와 샬름스 공과대학의 조너선 탄(Jonathan Tan)은 성명에서 “대질량 별이 이러한 제트를 방출하는 것을 발견하자마자, 우리는 웹 관측을 활용해 대질량 별 형성 이론을 검증할 수 있다는 점을 깨달았습니다”라고 말했다.
질량이 작은 별의 형성 과정에서는 종종 별 분출물이 뿜어져 나오는 것을 관찰할 수 있다. 이 분출물의 연료는 성장 중인 별 위로 떨어지는 물질인데, 주로 수소 기체에서 유래한다. 이 물질들은 젊은 원시별 주위에 원반 형태로 모인다. 원반 내 일부 물질은 별에 흡수되어 질량을 증가시킨다. 그러나 원반에 과도한 물질이 모이면, 일부 잉여 물질은 촘촘히 감겨 있는 자기장에 의해 튕겨나간다. 이 자기장은 젊은 별의 축을 따라 두 개의 제트 형태로 물질을 분출한다.
질량이 작은 별의 형성은 비교적 질서 정연하지만, 더 큰 질량의 별(즉 초신성이 될 별)의 형성에 관한 이론은 이들이 떨어지는 가스를 흡수하는 과정이 훨씬 더 혼란스럽다고 주장한다. 만약 그렇다면, 별과 그 흡수 원반은 흔들리며, 제트도 움직이고 뒤틀리며 더 넓은 영역으로 분출될 것이다.
그러나 JWST가 촬영한 Sh2-284 이미지는 제트 흐름의 이동 흔적을 보여주지 않으며, 제트 흐름은 직선 형태를 유지하며 거의 180도 각도로 서로 마주보고 있다. 이는 이 별의 형성 과정이 완전히 무질서하지 않음을 의미한다.
이 분출물의 에너지 크기, 직선성, 정렬 정도, 그리고 나이는 천문학자들이 이 분출물을 생성한 별의 환경과 별 자체의 고유 특성을 더 잘 이해하는 데 도움을 준다.
“관측 전에는 그런 초거대 분출을 가진 대질량 별이 존재한다는 사실을 몰랐습니다”라고 웹 망원경 관측을 주도한 일본 국립천문대(NAOJ)의 청위(程宇) 박사는 성명에서 밝혔다. “이처럼 장관을 이루는 대질량 별의 수소 분자 분출은 우리 은하계의 다른 지역에서는 흔치 않습니다.”
이 젊은 별은 지구에서 15,000광년 떨어져 있으며, 수소와 헬륨보다 무거운 원소의 풍부도가 낮은 은하계 나선 구조의 가장자리인 외곽 지역에 위치해 있다. 이는 해당 원소들이 별 내부에서 생성됨을 의미하는데, 은하계 외곽 지역의 별 생성 활동은 아직 이러한 원소들을 충분히 생성할 만큼 활발하지 않기 때문이다. 천문학자들은 이러한 원소들을 통칭하여 ‘금속’이라고 부르지만, 이들은 전통적인 의미의 금속은 아닙니다.
그러나 천문학자들에게는 이러한 낮은 금속 함량 환경에서 별을 발견하는 것이 행운이다. 왜냐하면 이러한 조건이 초기 우주의 조건과 유사하기 때문이다.
청 교수는 “우리의 발견은 낮은 금속 함량 환경에서 대질량 별의 형성 메커니즘을 이해하는 데 도움이 되므로, 이 대질량 별을 실험실로 활용해 초기 우주 역사에서 일어난 일을 연구할 수 있습니다”라고 말했다.
현재 성장 중인 이 별은 직접 관측할 수 없다. 전경에 보이는 회절 스파이크를 가진 밝은 별들은 우리에게 더 가깝다. 그러나 웹 망원경은 Sh2-284의 구조를 분해할 수 있는데, 여기에는 분출물이 주변 성간 매질과 상호작용하여 형성된 실타래, 결절, 활 모양 충격파, 그리고 덩어리진 물질의 선형 사슬이 포함된다.
그러나 이 분출물과 그로 인해 생성된 성운이 아무리 강력하더라도, 그것들은 단지 순간적인 현상에 불과하다. 결국 별은 고치를 깨고 완전히 성장해서 질량이 태양의 수십 배에 이를 것이다. 또 수백만 년 후, 초신성 폭발을 일으켜 완전히 새로운 성운을 형성할 것이다.
자료출처: https://www.space.com/astronomy/james-webb-space-telescope/james-webb-space-telescope-images-enormous-star-shooting-out-twin-jets-8-light-years-long
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/298609