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제임스 웹 우주 망원경이 보여주는 이미지는 아직 핵융합을 거치지 않은 항성 배아인 프로토스타 주변의 빛나는 가스와 먼지구름

화려한 요람 속의 아기 별
James Webb 망원경은 초기 Protostar* 주위에 빛나는 "모래 시계"를 밝힌다.
(protostar:항성으로 진화할 성간 가스나 먼지의 모임)

이것은 우리의 태양이 한때 이렇게 보였을 수 있다. 이 다채로운 제임스 웹 우주 망원경 이미지는 아직 핵융합을 거치지 않은 항성 배아인 프로토스타 주변의 빛나는 가스와 먼지구름을 보여준다. 원시별 자체는 우주 모래시계의 "허리"에 있으며 좁은 면에서만 볼 수 있는 회전하는 물질의 부착 원반으로 둘러싸여 있다. 

▲ 어두운 구름 L1527에 있는 프로토스타의 이미지. © NASA/ESA/CSA, Joseph DePasquale(STScI), Alyssa Pagan(STScI), Anton M. Koekemoer(STScI)

가스와 먼지로 이루어진 우주 구름이 자체 중력에 의해 붕괴될 때 별이 형성된다. 중심에 있는 물질은 너무 강하게 농축되어 있어 그곳의 분자 수소가 원자로 분해된다. 프로토스타가 형성된다. 이것은 이미 빛나고 있지만 수소 융합을 점화하기에는 여전히 질량이 너무 낮다. 이 별의 배아가 더 많은 물질을 빨아들일 때만 융합이 시작되고 별이 될 정도로 응축된다.

성장하는 별의 배아

이 James Webb 망원경 이미지는 약 450광년 떨어진 황소자리 분자 구름에서 약 10만 년 된 항성 배아인 프로토스타 L1527을 보여준다. 그것은 여전히 ​​가스와 먼지의 고치에 둘러싸여 있으며 최종 밀도와 질량에 도달하지 못했다. 현재 태양 질량의 약 20~40%이다. 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)는 먼지 고치를 관통할 수 있으며 가스와 먼지로 이루어진 다채로운 '모래시계'의 '허리'에 있는 밝은 점으로 프로토스타를 보여준다.

클래스 0 프로토스타는 거의 구형이지만 그 모양은 여전히 ​​불안정하고 작고 매우 뜨겁고 밀도가 높은 가스 덩어리와 더 유사하다. 이 프로토스타 역시 아직 자신의 힘으로 빛을 발할 수 없다. 내부의 수소 융합을 발화시킬 만큼 중력이 아직 강하지 않기 때문이다. 대신, 끌어당기는 물질에서 대부분 에너지를 얻는다.

원시성 주변을 돌고 있는 이 물질은 강착 원반을 형성하며, 그 좁은 면은 원시성 주변의 좁고 어두운 선으로 여기 이미지에서 볼 수 있다. 이 디스크는 우리 태양과 태양계의 원시 구름과 크기가 비슷하다. 먼 미래에 어느 날, 별 L1527 주위에 행성이 형성될 수도 있다.

충격 전선

높고 낮게 우뚝 솟은 뜨거운 적외선 발광 물질의 '모래시계'는 원시성의 폭발에서 방출된 입자와 가스가 주변 물질과 만나는 곳을 보여준다. 이러한 충돌 영역의 에너지는 원시성 누에고치의 먼지를 가열해 James Webb 망원경이 감지한 신호를 생성한다. 다른 적외선 파장은 파란색과 붉은색 톤으로 "변환"되었다. 클로킹 더스트가 약간 더 얇은 모래시계가 파란색으로 나타난다.

우주 "모래시계"의 꼭대기에서, 별 배아의 과거 "트림"을 증언하는 거품 같은 형성물을 볼 수 있다. 필라멘트 형성은 뜨거운 수소 가스의 충격 전선에서 발생한다.
출처: Space Telescope Science Institute

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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