별은 어떻게 태어나는가?

별은 별과 별 사이, 즉 성간(星間)에서 태어난다. 구체적으로는 성간의 기체와 먼지들이 밀집된 성간운(星間雲), 특히 수소가 분자 상태로 존재하는 거대 분자운(分子雲) 속이다. 우주에서 많은 별이 한꺼번에 태어나는 곳을 별 형성 영역이라고 한다. 이런 영역에는 수십 광년의 범위에 걸쳐 태양 수십만 개 분량의 가스와 먼지들이 모여 있다. 분자운은 일반 성간보다는 1000배 이상 밀도가 높지만 지구 대기의 밀도와 비교하면 1000조 분의 1도 안될 만큼 희박하다. 거대 분자운이 어떤 계기로 수축을 시작하면 밀도가 높아진다. 밀도가 높아진 분자운은 여러 덩어리로 분열되고 각 덩어리는 별도로 수축이 진행된다. 수축이 진행될수록 성운의 중심온도는 더욱 올라가고 각 덩어리는 더 작은 덩어리로 분열을 계속한다. 분열된 덩어리들은 제각각 수축을 계속하고 마침내 중심온도가 400만도를 넘어서면 핵융합의 불이 붙어 스스로 빛나는 별이 된다. 하나의 거대 분자운에서 수많은 별이 한꺼번에 태어나는 것이다.

독수리성운 속에 있는 별들이 태어나는 기둥을 찬드라 X-선 망원경과 허블 우주 망원경으로 촬영하였다. 새로 태어난 별에서 나온 강렬한 빛이 먼지와 기체를 증발시켜 별을 품은 알(EGGs= evaporating gaseous globules)이 기둥 끝에서 하나하나 모습을 드러내고 있다. 새로 태어난 별은 강한 X선을 방출하므로 X선 사진에는 더 밝게 보인다. [사진_NASA/CXC]

여름철 남쪽 하늘의 은하수 가운데 잠겨 있는 독수리성운(M16)은 별들이 태어나는 현장이다. 새로 태어난 별들이 뿜어내는 강렬한 별빛에 별을 품은 가스와 먼지들이 증발하는 모습이 장관을 이룬다. 사진 오른쪽 위로는 밝고 푸른 별들이 200만 년 전에 새로 태어나 성운을 밝히고 있다. 가운데 보이는 검은 기둥들 속에서는 많은 별들이 계속 태어나고 있다. [사진_ESO]

빨간 석류 속처럼 보이는 동굴 속 깊은 곳에서 별들이 태어나고 있다. 스피처 적외선 우주망원경으로 찍은 사진이다. 동굴 가운데 보이는 푸른 별들은 먼저 태어난 별이고, 동굴 벽을 따라 석순처럼 뻗은 기둥 끝에 보이는 분홍색 별들은 적외선으로만 보이는 아직 어린 별이다. 밝고 흰 부분은 가스와 먼지들이 모여 별 생성이 한창인 곳이다. [사진_NASA/JPL]

오리온 자리는 지구에서 가장 가까운 거대한 별 생성 영역이다. 그 중심은 오리온대성운이다. 오리온대성운 한가운데에서 표면 온도가 1만도가 넘는 별들이 태어나 강렬한 별빛으로 주위의 먼지와 가스 구름을 몰아내 성운 내부를 동굴처럼 만들고 주변을 붉게 빛나게 하고 있다. 이 성운 속에 태어난 별들과 태어나고 있는 별들의 수는 3000개가 넘는다. [사진_NASA/ESA]

탄생기의 별 주위는 많은 먼지구름이 둘러싸고 있어 일반 망원경으로 그 속을 보기 힘들다. 하지만 파장이 긴 적외선은 먼지 층을 잘 통과하여 그 속을 들여다 볼 수 있다. 별이 태어나고 있는 현장은 혼돈 그 자체이다. 스피처 적외선망원경으로 촬영한 지구로부터 1000광년 거리에 있는 페르세우스자리의 반사성운 NGC 1333의 사진은 별이 태어나는 현장의 혼돈스러움을 보여준다. [사진_NASA/JPL]

아기가 세상에 태어나서 첫울음을 터뜨리듯이 새로 태어난 별도 강렬한 쌍극분출(bipolar outflow)로 그 존재를 알린다. 오리온대성운의 성간 어둠 속에 태어난 원시 별이 천천히 회전하며 양극 방향으로 강렬한 제트를 내뿜고 있다. 이 제트는 거의 1광년을 뻗어나가 두 개의 밝은 삿갓 모양의 성간운을 만들었다.(사진 1시 방향, 6시반 방향) 별은 먼지에 가려져 보이지 않고 있다. [사진_ESO]

스피처 적외선망원경으로 본 뱀자리의 별 형성영역이다. 적외선은 눈에 보이지 않으므로 파장대에 따라 다른 색상으로 나타냈다. 붉은 빛이 도는 분홍빛 별들은 성간 먼지와 가스 속 깊숙이 들어 앉아 있는 유아기의 별들이다. 훗날 별 주위의 행성계를 형성하게 될 원시행성원반이 이 별들을 둘러싸고 있다. [사진_NASA/JPL]

독거미 성운은 대마젤란 은하 안에 있는 거대한 별 형성 영역이다. 사진은 그 일부를 허블우주망원경으로 관측한 것이다. 오른쪽 아래 보이는 Hodge 301 성단은 이 성운에서 태어난 별들이며 그 중 밝은 3개의 붉은 별들은 진화의 마지막 단계에 있다. 이들은 곧 초신성 폭발로 짧은 생을 마치게 된다. 그 폭발의 충격파는 독거미 성운으로 전해져 더 많은 별들이 태어나도록 만들 것이다. [사진_The Hubble Heritage Team]

가스와 먼지의 소용돌이 속에 있는 별 형성영역 LH95의 모습이다. 질량이 작고 갓 태어난 별들이 질량이 크고 먼저 태어난 밝은 별들에 둘러싸여 장엄한 모습을 연출하고 있다. LH95는 황새치 자리 방향으로 16만 광년 거리에 있는 대마젤란은하 안에 있다. [사진_NASA/ESA]

소마젤란은하 속에 있는 NGC 265 산개성단의 별들이 맑고 투명한 수정처럼 각양각색으로 빛나고 있다. 새로 태어난 별들이 강렬한 별빛으로 마침내 자신들의 요람인 가스와 먼지로 이루어진 성운을 걷어낸 것이다. 이 성단은 폭이 65광년이고 큰부리새자리 방향으로 20만 광년 거리에 있다. [사진_ESA/NASA]

[출처: 네이버/오늘의과학]