제임스 웹 우주망원경, 말머리 성운의 꼭대기 포착

​Webb Captures Top of Iconic Horsehead Nebula in Unprecedented Detail - NASA Science​

NASA의 제임스 웹 우주 망원경으로 촬영한 이 말머리 성운 이미지는 폭이 약 0.8광년인 말의 '갈기' 일부에 초점을 맞추고 있습니다. 이 사진은 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영되었습니다. 이미지 하단에 파란색으로 보이는 미묘한 구름은 차가운 분자 수소가 지배하고 있습니다. 주 성운 위로 뻗어 있는 붉은색 가닥은 주로 원자 수소 가스를 나타냅니다. 광해리 영역으로 알려진 이 영역에서는 근처의 젊고 거대한 별에서 나오는 자외선이 위의 완전히 이온화된 가스와 아래의 차가운 성운 사이에 대부분 중성이고 따뜻한 가스와 먼지 영역을 만듭니다. 많은 웹 이미지와 마찬가지로 먼 은하들이 배경에 흩어져 있습니다. 이 이미지는 1.4 및 2.5 마이크론(파란색으로 표시), 3.0 및 3.23 마이크론(시안색), 3.35 마이크론(녹색), 4.3 마이크론(노란색), 4.7 및 4.05 마이크론(빨간색)의 파장의 빛으로 구성되어 있습니다.
NASA, ESA, CSA, K. Misselt(애리조나 대학교) 및 A. Abergel(파리 사클레이 대학교, CNRS)

웹의 새로운 이미지는 오리온자리(사냥꾼자리)의 하늘 일부를 보여주며, 오리온 B 분자 구름으로 알려진 밀집된 지역의 서쪽에 있습니다. 약 1,300광년 떨어진 곳에 있는 말머리 성운은 먼지와 가스의 격렬한 파동에서 솟아오른 것으로, 바나드 33으로도 알려져 있습니다.

이 성운은 붕괴하는 성간 물질 구름에서 형성되었으며, 근처의 뜨거운 별이 비추기 때문에 빛을 발합니다. 말머리 성운을 둘러싼 가스 구름은 이미 사라졌지만, 튀어나온 기둥은 두꺼운 물질 덩어리로 만들어져 침식되기 어렵습니다. 천문학자들은 말머리가 붕괴되기까지 약 5백만 년이 남았다고 추정합니다. 웹의 새로운 관점은 성운의 독특한 먼지와 가스 구조의 가장자리가 밝게 빛나는 부분에 초점을 맞추고 있습니다.

말머리 성운은 잘 알려진 광해리 영역, 즉 PDR입니다. 이러한 영역에서는 젊고 거대한 별에서 나오는 자외선(UV) 빛이 거대한 별을 둘러싼 완전히 이온화된 가스와 별이 탄생하는 구름 사이에 대부분 중성이고 따뜻한 가스와 먼지 영역을 만듭니다. 이 자외선은 이 영역의 화학에 큰 영향을 미치며 중요한 열원으로 작용합니다.

NASA의 제임스 웹 우주 망원경으로 촬영한 이 말머리 성운 이미지는 말의 “갈기”의 일부에 초점을 맞추고 있습니다. 이 이미지는 웹의 중적외선 기기(MIRI)로 촬영되었습니다. 중적외선은 먼지가 많은 규산염이나 다환 방향족 탄화수소라고 하는 그을음과 같은 분자와 같은 물질의 빛을 포착합니다. 이 이미지에서 파란색은 5.6, 7.7, 10마이크론, 녹색은 11, 12, 15마이크론, 빨간색은 18, 21, 25마이크론 파장의 빛을 나타냅니다.
NASA, ESA, CSA, K. Misselt(애리조나 대학교) 및 A. A베르겔(파리 사클레이 대학교, CNRS)

이 영역은 성간 가스가 대부분 중성으로 유지될 만큼 밀도가 높지만 거대한 별에서 자외선이 침투하는 것을 막을 만큼 밀도가 높지 않은 곳에서 발생합니다. 이러한 PDR에서 방출되는 빛은 우리 은하와 우주 전체에서 별이 활발하게 형성되던 초기부터 현재까지 성간 물질의 진화를 주도하는 물리적, 화학적 과정을 연구하는 데 독특한 도구를 제공합니다.

말머리 성운은 지구와 가깝고 거의 가장자리에 가까운 기하학적 구조로 인해 천문학자들이 PDR의 물리적 구조와 각 환경 내의 가스와 먼지의 분자 진화, 그리고 그 사이의 전이 영역을 연구하는 데 이상적인 대상입니다. 성간 물질과 방사선의 상호작용을 연구하기에 하늘에서 가장 좋은 지역 중 하나로 꼽힙니다.

Image: Horsehead Nebula (Euclid, Hubble and Webb Images)

이 이미지는 우리 하늘에서 가장 독특한 천체 중 하나인 말머리 성운의 세 가지 모습을 보여줍니다. 2023년 11월에 공개된 첫 번째 이미지(왼쪽)는 NASA의 기여를 받은 ESA의 유클리드 망원경으로 가시광선으로 본 말머리 성운의 모습입니다. 두 번째 이미지(가운데)는 NASA의 허블 우주 망원경으로 근적외선을 통해 본 말머리 성운의 모습으로, 2013년 망원경의 23주년 기념 이미지로 소개된 바 있습니다. 이 이미지에서는 일반적으로 먼지로 가려져 있는 아름답고 섬세한 구조가 드러납니다. 세 번째 이미지(오른쪽)는 NASA의 제임스 웹 우주망원경의 근적외선 카메라(NIRCam) 장비로 촬영한 말머리 성운의 새로운 모습입니다.
ESA/Euclid/Euclid 컨소시엄/NASA, 이미지 처리: J.-C. Cuillandre(CEA 파리-사클레), G. Anselmi, NASA, ESA 및 허블 헤리티지 팀(AURA/STScI), ESA/Webb, CSA, K. Misselt(애리조나 대학교), M. Zamani(ESA/Webb).

국제 천문학자 팀은 Webb의 MIRI 및 NIRCam 장비 덕분에 처음으로 말머리 가장자리의 조명된 작은 구조를 밝혀냈습니다. 자외선이 먼지 구름을 증발시키면 먼지 입자가 가열된 가스와 함께 구름 밖으로 휩쓸려 나가게 됩니다. 웹은 이 움직임을 추적하는 얇은 특징의 네트워크를 감지했습니다. 이 관측을 통해 천문학자들은 먼지가 어떻게 빛을 차단하고 방출하는지 조사하고 성운의 다차원적 형태를 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다.

다음으로 천문학자들은 성운에서 관측된 물질의 물리적, 화학적 특성의 진화에 대한 통찰력을 얻기 위해 얻은 분광 데이터를 연구할 계획입니다.

이 관측은 Webb GTO 프로그램 1192에서 수행되었으며, 그 결과는 오늘 천문학 및 천체 물리학에 발표되었습니다.

제임스 웹 우주망원경은 세계 최고의 우주 과학 천문대입니다. 웹은 태양계의 미스터리를 풀고, 다른 별을 둘러싼 먼 세계를 바라보며, 우주의 신비한 구조와 기원을 탐구하고, 우주에서 우리가 차지하는 위치를 탐구하고 있습니다. Webb은 NASA가 파트너인 ESA(유럽우주국) 및 캐나다 우주국과 함께 주도하는 국제 프로그램입니다.

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사진 원본 

​Webb Captures Top of Iconic Horsehead Nebula in Unprecedented Detail | Webb (webbtelescope.org)​