수십 억 년 후 태양 모습…제임스 웹이 포착한 ‘사우론의 눈’ 성운 [우주를 보다]

영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 ‘사우론의 눈’(Eye of Sauron)과 비슷한 것으로 유명한 성운의 세부 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 촬영한 ‘헬릭스 성운’(Helix Nebula)의 반짝이는 세부 모습을 사진으로 공개했다.

웹 망원경에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영한 헬릭스 성운의 근접 이미지에는 죽어가는 별이 방출하는 가스 구조가 선명하게 드러나 있다. 성운 내부에 복잡하게 얽힌 가스 덩어리인 혜성 모양의 매듭과 불타는 듯한 항성풍 그리고 죽어가는 별이 주변 환경과 상호작용하면서 방출한 가스층이 어지럽게 섞여 있기 때문이다. 또한 이미지의 색깔은 온도와 화학적 성질을 나타내는데, 푸른색은 백색왜성에서 방출한 강렬한 자외선에 의한 가장 뜨거운 가스 영역을 보여준다. 또한 바깥쪽으로 갈수록 가스는 식어서 수소 원자들이 분자를 형성하는 노란색 영역으로 이어지고 가장 바깥쪽 붉은색은 가장 차가운 물질을 나타낸다.

태양에서 650광년 떨어진 물병자리 방향에 있는 헬릭스 성운은 지구에서 관측할 수 있는 가장 밝은 행성상 성운(행성 모양의 성운)으로 거대한 눈동자를 닮은 독특한 모양 때문에 ‘신의 눈’ 또는 ‘우주의 눈’이라는 별칭으로도 불린다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축한다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 부풀어 오른다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 지구만 한 백색왜성을 이룬다. 곧 우리의 태양도 수십억 년 후 이 같은 운명을 맞기 때문에 헬릭스 성운은 미래 태양의 모습을 미리 보여주는 천체다.

한편 웹 망원경은 지난 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 웹 망원경은 약 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 웹 망원경은 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어 붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 특히 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다.

박종익 기자