호리병박 성운
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1. 개요
호리병박 성운은 죽어가는 별에서 초음속 충격파를 만들어내는 격렬한 가스 충돌을 보여주는 천체이다. 미국 항공우주국의 허블 우주 망원경으로 촬영되었으며, 황을 많이 함유하여 썩은 달걀 성운으로도 불린다. 중심별에서 방출된 물질이 쌍극 가스 구조를 형성하며, 가스 흐름이 주변 물질과 충돌하여 행성상 성운 형성에 영향을 미친다. 이온화된 수소와 질소 원자에서 빛을 통과시키는 필터를 사용한 허블 이미지는 가열된 가스의 이중 거품 모양과 초음속으로 찢어지는 가스 흐름을 보여준다. 현재 관측되는 가스 흐름은 약 800년 전 발생한 가속에서 기인하며, 1,000년 후에는 완전히 발달된 행성상 성운이 될 것으로 예상된다. 호리병박 성운은 밝은 행성상 성운 NGC 2438 근처에서 관측되며, 교육 자료로도 활용된다.
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| 호리병박 성운 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 형태 | 원시 행성상 성운 |
| 별자리 | 고물자리 |
| 거리 | 4,200 광년(1,300 파섹) |
| 겉보기 등급 | 9.47 |
| 반지름 | 0.7 광년 |
| 절대 등급 | -1.4 |
| 다른 이름 | OH 231.84 +4.22 Rotten Egg Nebula (썩은 달걀 성운) |
| 중심별 | |
| 중심별 이름 | QX Puppis |
| |
| 중심별 특징 | OH/IR 별 |
| 중심별 분광형 | M10III + A |
| 중심별 변광성 | 미라 |
2. 상세 설명
미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경이 촬영한 고해상도 이미지를 통해 호리병박 성운의 복잡하고 역동적인 모습이 상세하게 밝혀졌다. 이 성운은 죽어가는 별에서 방출된 가스가 격렬하게 충돌하며 초음속 충격파를 만들어내는 과정을 보여주는 대표적인 예이다. 비교적 많은 양의 황 성분을 포함하고 있어 '썩은 달걀 성운'이라는 별칭으로 불리기도 한다.
성운의 가장 두드러진 특징은 중심별에서 양쪽 방향으로 매우 빠르게 분출되는 가스로 이루어진 쌍극 구조이다. 이 가스 물질은 시속 최대 150만km에 달하는 엄청난 속도로 움직이며, 성운의 가장 밀도 높은 부분을 형성한다. 이러한 빠른 가스 흐름이 주변의 느린 가스 물질과 충돌하면서 복잡한 충격파 구조와 독특한 이중 거품 모양을 만들어낸다. 천문학자들은 이 과정을 통해 행성상성운이 어떻게 형성되는지에 대한 중요한 단서를 얻고 있다.
성운의 중심에 있는 별 자체는 두꺼운 먼지 띠에 가려져 직접 관측하기는 어렵다. 현재 관측되는 성운의 모습은 약 800년 전에 일어난 갑작스러운 가스 분출 사건의 결과로 추정된다. 천문학자들은 앞으로 약 1,000년이 지나면 호리병박 성운이 완전히 발달된 행성상성운의 모습을 갖추게 될 것으로 예측하고 있다.
2. 1. 가스 충돌과 충격파
미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경이 촬영한 상세한 이미지를 통해, 죽어가는 별에서 초음속 충격파를 만들어내는 격렬한 가스 충돌 현상을 관찰할 수 있다.[1] 이 천체는 비교적 많은 양의 황을 함유하고 있어 때때로 '썩은 달걀 성운'이라고도 불린다.[1]성운의 중심부에서 최근 방출된 물질은 반대 방향으로 가속되고 있으며, 성운의 가장 밀도가 높은 부분을 구성한다. 이 물질은 이미지에서 노란색으로 나타나며, 최대 시속 150만km에 달하는 매우 빠른 속도로 움직인다.[1] 별의 원래 질량 대부분은 현재 이러한 쌍극 형태의 가스 구조 안에 포함되어 있다.[1]
스페인과 미국의 천문학자 팀은 허블 우주 망원경을 이용하여 이 빠른 가스 흐름이 주변의 다른 물질(이미지에서 파란색으로 표시됨)과 어떻게 충돌하는지 연구했다.[1] 천문학자들은 이러한 상호작용이 행성상성운의 형성 과정을 이해하는 데 핵심적인 역할을 한다고 보고 있다.[1] 가스가 워낙 빠른 속도로 움직이기 때문에, 충돌 시 충격파가 발생하며 주변 가스를 뜨겁게 달군다.[1] 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이러한 충격파의 존재와 구조는 오랫동안 예측되었지만, 이전의 관측 기술로는 이를 명확히 증명하기 어려웠다.[1]
새롭게 공개된 허블 이미지는 이온화된 수소와 질소 원자에서 나오는 특정 파장의 빛만을 통과시키는 특수 필터를 사용하여 촬영되었다.[1] 이를 통해 천문학자들은 격렬한 충격으로 인해 뜨거워진 가스의 가장 온도가 높은 부분을 식별할 수 있었고, 이 부분들이 복잡한 이중 거품 모양을 형성하고 있음을 발견했다.[1] 사진에서 밝은 노란색-주황색으로 보이는 부분은, 마치 초음속 총알처럼 주변 물질을 뚫고 나아가는 밀도 높고 빠른 가스의 흐름을 보여준다.[1] 성운의 중심에 있는 별 자체는 두꺼운 먼지 띠에 가려져 직접 관측되지 않는다.[1]
현재 관측되는 가스 흐름의 대부분은 약 800년 전에 일어난 갑작스러운 가속 현상 때문인 것으로 추정된다.[1] 천문학자들은 앞으로 약 1,000년이 지나면 호리병박 성운이 완전히 발달된 행성상성운의 모습을 갖추게 될 것으로 예측하고 있다.[1]
2. 2. 쌍극 구조
미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경이 촬영한 상세 이미지를 통해, 죽어가는 별에서 방출된 가스가 격렬하게 충돌하며 초음속 충격파를 생성하는 모습이 관측되었다.호리병박 성운의 중심별은 최근 많은 양의 물질을 방출했으며, 이 물질은 서로 반대 방향으로 가속되어 성운의 가장 밀도 높은 부분을 형성한다. 이 물질은 이미지에서 노란색으로 나타나며, 시속 최대 150만km라는 초고속으로 움직이고 있다. 별이 원래 가지고 있던 질량의 상당 부분이 현재 이 쌍극 형태의 가스 구조에 포함되어 있다.
스페인과 미국의 천문학자들로 구성된 연구팀은 허블 우주 망원경 데이터를 이용하여 이 노란색 고속 가스 흐름이 주변의 파란색 물질과 어떻게 충돌하는지 분석했다. 연구팀은 이러한 상호작용이 행성상 성운의 전체적인 형성 과정을 주도하는 핵심적인 요인이라고 보고 있다. 가스의 엄청난 속도로 인해 충돌 지점에서는 강력한 충격파가 발생하며, 이 충격파는 주변 가스를 높은 온도로 가열시킨다. 이러한 충격파의 존재와 구조는 오랫동안 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 예측되었으나, 이전 관측 기술로는 명확히 증명하기 어려웠다.
이번 허블 이미지는 이온화된 수소와 질소 원자가 방출하는 특정 파장의 빛만을 통과시키는 필터를 사용하여 촬영되었다. 이를 통해 천문학자들은 격렬한 충격으로 인해 가장 뜨겁게 달궈진 가스 영역을 명확하게 구분해냈으며, 이 영역이 복잡한 이중 거품 형태를 이루고 있음을 발견했다. 이미지에서 밝은 노란색-주황색으로 보이는 부분은 밀도 높고 빠른 가스가 마치 초음속 총알처럼 주변 물질을 뚫고 나아가는 역동적인 모습을 보여준다. 성운의 중심별 자체는 중앙의 두꺼운 먼지 띠에 가려져 직접 관측되지 않는다.
현재 관측되는 대부분의 가스 흐름은 약 800년 전에 발생한 갑작스러운 가속 현상에서 비롯된 것으로 추정된다. 천문학자들은 앞으로 약 1,000년이 지나면 호리병박 성운이 완전히 발달된 행성상 성운의 모습을 갖추게 될 것으로 예측하고 있다.
2. 3. 중심별
호리병박 성운의 중심별은 성운 중심의 두꺼운 먼지 띠에 가려져 있어 직접 관측하기 어렵다. 이 별은 현재 죽어가는 단계에 있으며, 별에서 방출된 물질이 성운의 형태를 만들고 있다. 성운에 황 성분이 비교적 많아 '썩은 달걀 성운'이라고 불리기도 한다.성운에서 가장 밀도가 높은 부분은 중심별이 최근에 방출하여 반대 방향으로 가속시킨 물질로 구성되어 있다. 이 물질은 허블 우주 망원경 이미지에서 노란색으로 표시되며, 시속 최대 150만 킬로미터(시속 100만 마일)에 달하는 매우 빠른 속도로 움직이고 있다. 별의 원래 질량 대부분이 현재 이러한 쌍극 형태의 가스 구조에 포함된 것으로 보인다. 이 빠른 가스 흐름은 주변의 느린 가스(파란색으로 표시)와 충돌하면서 초음속 충격파를 형성하고 주변 가스를 가열한다. 스페인과 미국의 천문학자 팀은 허블 우주 망원경을 사용하여 가스 흐름이 주변 물질과 어떻게 충돌하는지 연구했으며, 이러한 상호작용이 행성상 성운의 형성 과정을 지배한다고 보고 있다. 새로운 허블 이미지는 이온화된 수소와 질소 원자에서만 빛을 통과시키는 필터를 사용하여 촬영되었으며, 이를 통해 천문학자들은 격렬한 충격으로 가열된 가스의 가장 뜨거운 부분이 복잡한 이중 거품 모양을 형성한다는 것을 발견했다.
오늘날 관측되는 빠른 가스 흐름은 약 800년 전에 중심별에서 갑작스러운 가속 현상이 있었기 때문으로 추정된다. 천문학자들은 앞으로 약 1,000년이 지나면 호리병박 성운이 완전히 발달된 행성상 성운의 모습을 갖출 것으로 예측하고 있다.
3. 지상 관측
넓은 시야의 지상 망원경 이미지에서는 호리병박 성운이 밝은 행성상성운 NGC 2438 근처에서 관측된다.[1] 이 성운은 M46 성단과 같은 시야에서 볼 수 있다.[1]
3. 1. NGC 2438과의 관계
넓은 시야의 이미지나 깊은 사진에서는 호리병박 성운이 밝은 행성상성운인 NGC 2438 근처에서 관측된다. 호리병박 성운은 산개성단 M46과 거의 같은 거리에 있는 것으로 추정되지만, NGC 2438은 이들보다 지구에 더 가까이 위치한, 즉 앞쪽에 있는 천체이다. 따라서 호리병박 성운과 NGC 2438은 실제로는 서로 다른 거리에 있으며 물리적으로 연결되어 있지 않다.
4. 한국의 천문학 연구 및 교육에의 영향
주어진 원본 소스(`source`)가 비어 있어 해당 섹션의 내용을 작성할 수 없다. 위키 페이지 내용은 신뢰할 수 있는 출처에 기반해야 한다.
참조
[1]
서적
[2]
서적
[3]
웹사이트
Download Data
https://www.aavso.or[...]
AAVSO
2021-10-01
[4]
서적
[5]
간행물
New light on Galactic post-asymptotic giant branch stars - I. First distance catalogue
2015
[6]
서적
[7]
서적
[8]
웹사이트
日本惑星協会
http://www.ku-ma.or.[...]
[9]
웹인용
SIMBAD Astronomical Database - Calabash Nebula
http://simbad.u-stra[...]
2009-05-18
[10]
웹인용
Direct Detection of the Mira at the Heart of OH 231.8+4.2
http://adsabs.harvar[...]
2009-05-18
[11]
문서
반지름 계산
[12]
문서
절대 등급 계산
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