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세계 최초 은하 정밀 지도 완성 … 무거운 별, 은하 진화 의 비밀 벗기 나



지난 2012 년 1 월 10 일 미 항공 우주국 (NASA) 에 의해 공개 된 우리 은하 의 단면. NASA 의 광역 적외선 측량 측량사선 (WISE) 에 의해 촬영 된 이미지 조각 들을 모자이크 처럼 합성 한 것이다. 카시오페이아 와 케페우스 별자리 도 관측 이 가능 하다. [EPA=연합뉴스]

북쪽 북쪽하밤 에는 재미있는 전설 이 하나 있습니다. 북위 30 도 이상 에서는 1 년 내내 떠 있는 오각형 모양 의 별자리, 케페우스 자리 '에 얽힌 사연 이죠.

케페우스 는 그리스 신화 에 등장 하는 고대 에티오피아 (Ethiopia) 의 왕 입니다. 허영허 진은 아내 카시오페이아 때문에 에은 고초 를 겪은 인물 이죠. 딸 자랑 이 심했던 카시오페이아 는 "물의 신 네레 우스 의 딸 50 명 을 합친 것 보다 내 딸 안드로메다 의 미모 가 더 뛰어나다" 고 해, 해신 (海神) 포세이돈 의 노여움 을 사고 맙니 다. 포세이돈 이 괴물 고래 를 보내 에티오피아 를 초토화 직전 리 몰고 가자, 케페우스 는 딸 을 제물 로 바칠 수밖에 없었죠. 다행히 히물 의 먹이 가 될 될 뻔 안드로메다 는 메일사 를 퇴치 하고 귀환 하던 영웅 페르세우스 에게 구출 되고 그의 아내 가 됩니다.

미이 항공 우주국 (NASA) 이 허블 우주 천체 망원경 탄생 26 주년 을 맞아 공개 한 '거품 성운 (Bubble Nebula)' 사진. 이 성운 은 지구 에서 8000 광년 떨어진 카시오페이아 별자리 에 있으며 거대한 가스 와 먼지 구름 이 성운 내가 의 별빛 의 조명 을 받고 있다. [사진 미항공우주국(NASA)]

하지만 포세이돈 의 분노 는 여기서 그치지 않아, 결국 카시오페이아 는 거꾸로 매달려 달려자리 가 되는 계서 해서 북극 을 맴도는 처지 가 됐죠. 지금도 북쪽 북쪽하밤 에는 카시오페이아 와 그의 남편 케페우스 왕 한 딸 안드로메다 한 사위 인 페르세우스 그리고 괴물 고래 가 별자리 가 돼 함께 께나고 있습니다.

케페우스 가 숨긴 숨긴 들의 요람 … '무거운 별' 은 은하 진화 의 비밀 풀 수 있чив도

그런데 케페우스 자리 가 간직한 것은 전설 뿐만이 아니 었 습니다. 한국 천문 연구원 (천문연) 은 13 일, 2013 년 자체 개발 한 다목적 적외선 영상 관측 시스템 (MIRIS ㆍ Multi-purpose Infrared Imaging System) 으로 케페우스 영역 에 숨겨진 별 생성 의 요람 을 새롭게 찾아 냈다고 밝혔 습니다. 우주 의 나이 로 는 청년기 에 해당 하는 1000 만년 살 이하 의 젊은 별 (항성) 66 개가 케페우스 영역 에 살고 있는 것이 최초로 관측 측.

2014 European Southern Observatory 에서 제공 한 초신성 폭발 그래픽. 질량 이 태양 의 15 배 이상인 무거운 별 (Massive Star) 은 초신성 폭발 등 으로 은하 전체 에 상대적 으로 큰 영향 을 미친다. 이 때문에 은하 의 진화 과정 을 연구 하는 단서 가 될 수 있다. [사진 유럽남방천문대]

별 이 태어나 는 곳 을 찾아낸 것은 그 자체 로 신비 의 을 주지만, 과학적 으로 는 어떤 의미 가 있을도요. 연구 를 진행 한 김일중 회문연 우주 애문 그룹 선임 연구원 은 "이 발견 이 은하 의 진화 과정 을 설명 하는 데 도움 을 준다" 고 설명 하고 있습니다. 특히 이번 발견 한 별 들은 질량 이 태양 의 15 배이이 상 으로 매우 큰 '무거운 별 (Massive Star) 이기 때문에 의미 가 있죠.

무무수 별 은 그 질량 만큼 태어나고 죽는 과정 에서 은하계 전체 에 미치는 영향 이 큽니다. 가장 대표적인 것이 초신성 폭발 이죠. 무무운 별 은 태양 이 100 억년 동안 방출 할 에너지 를 한꺼번에 뿜어 내며 마지막 을 장식 합니다. 초신성 (Supernova) 이 되는 것이죠. 별 의 중심핵 은 수축 해 아주 작은 중성자 별 이 되거나 블랙홀 이 됩니다. 무미운 별 은 이 과정 에서 평생 몸속 에 쌓아 왔던 산소 한 규소 ㆍ 철 과 같은 원소 들을 다시 우주 로 내놓게 되죠. 김일중 연구원 은 "무거운 별 은 이런 과정 을 합해 은하 자체 에 큰 영향 을 미치기 때문에, 이들을 관찰 하면 그그 우리 은하 가 화학적 이 로 떻 떻 떻 떻 떻 떻 떻 떻 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 왔 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 지 다 다 다 다 다 다 다 다 다"

지구 상공 600㎞ 에서 우주 보는 우리 의 눈 MIRIS … 세계 최초 우리 은하 정밀 지도 제작

한국 천문 연구원 이 2013 년 개발해 당해 11 월 과학 기술 위성 3 호 에 실어 발사 한국 의 최초 의 적외선 우주 망원경 MIRIS (다목적 적외선 영상 관측 시스템) 의 모습. 지상 약 600km 의 저궤도 에서 우주 를 관측 하며 며블 망원경 보다 넓은 를위 를 관측 하는 데 유리한 것으로 알려졌다. [사진 한국천문연구원]

이번 케페우스 의 비밀 을 밝힌 데는 2013 년 11 월 과학 기술 위성 3 호 에 실려 발사 된 MIRIS 망원경 이 큰 역할 을 했습니다. 그간 지상 에서 은하 를 관측 측 아이 promo 뉴턴 지상 망원경 은 볼 수 없었던 영역 을 들여다 보게 된 겁니다. 기문기 은 이를 이용해, 케페우스 속 무거운 별 을 관측 하는 데서 나아가 세계 를초로 별 이 내뿜는 수소 스펙트펙 인 '파셴 알파' 를 이용, 우리 은하 의 정밀 지도 를 제작 하는 데 성공 했습니다.

국내 연구진 이 세계 최초로 완성한 파셴 알파 를 이용한 우리 은하 정밀 지도. 오른쪽 상단 에 네모 로 표시 한 부분 이 케페우스 영역 이며 며은 색 빛 은 강한 파셴 알파 가 이름 되어 있음 을 나타낸다. [사진 한국천문연구원]

연구 에 참여한 정웅섭 천문연 박사 는 "그간 뉴턴 턴원경 은 수소 스펙트펙 중에서도 파장 이 상대적 으로 짧은 'H 알파' 를 관측 에 이용 했지만, 이는 우주 공간 속 여러 물질 에 의해 파장 이 흡수 되거나 산란 하는 '성간 소광' 때문에 한계 가 있었다 "고 설명 했습니다. 그러나 MIRIS 는 파장 이 보다 긴 '파셴 알파' 를 지상 이 아닌 우주 공간 에서 관측 해 보다 정밀한 영상 을 얻을 수 있었다는 것이죠. 나이 가 젊은 별 들은 '전리 수소 영역' 이라고 불리는 거대 하고 나도 가 은 구름 속 에서 형성 되는데 여기서 나오는 수소 스펙트펙 을 관측 에 이용한 겁니다.

MIRIS 는 자신 과 비슷한 높이 에서 우주 를 관측 하는 미 항공 우주국 (NASA) 의 허블 우주 망원경 보다 더 넓은 부분 을 관측 할 수 있어 은하 전체 를 관측 하는 데 용이 한 것으로 알려 려습니다. 연구진 은 향후 이 같은 은하면 전체 로 확장 해 더 도은 전리 수소 영역 을 찾아 낼 계획 입니다. 한글 이번 연구 결과 는 천문학 분야 국제 권위지 인 '천체 물리학 저널 널보 (Astrophysical Journal Supplement Series) 에 지난달 5 일 게재 됐습니다.

허정원 기자 [email protected]


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