'독수리 성운' 기둥 자기장이 유지..별 탄생 비밀 풀리나

한국천문연구원 연구진이 포함된 국제연구팀이 이른바 ‘독수리 성운’으로 알려진 성운 ‘M16’의 독특한 기둥 모양이 자기장에 의해 유지된다는 사실을 알아냈다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 천문우주 분야 국제 학술지 ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal Letters)’ 6월 10일자에 게재됐다.

M16 독수리 성운. /천문연구원 제공.

별들은 낮은 온도와 높은 밀도 때문에 대부분의 가스가 분자 형태로 존재하는 분자운에서 중력수축으로 만들어진다. 하지만 분자운 속의 대부분 가스와 먼지는 별을 만드는 데 사용되지 않는다. 이는 중력수축을 방해하는 작용이 있음을 암시한다. 분자운에서 관측되는 난류와 자기장이 수축을 방해하는 것으로 생각하고 있으나, 관측이 어려워 자기장이 어느 정도 영향을 미치는지 아직 파악되지 않고 있다.

별 탄생 영역의 자기장은 먼지로부터 나오는 열복사 관측을 통해 연구할 수 있다. 길쭉한 먼지알갱이들은 자기장 속에서 일정한 방향으로 정렬되고 자기장 방향에 수직으로 편광된 전파를 방출한다. 이런 원리를 바탕으로, 밀리미터 또는 서브밀리미터 파장의 전파관측으로 편광 현상을 관측하면 자기장 방향을 추정할 수 있다.

권우진 한국천문연구원 박사를 비롯한 전세계 120여명의 연구진은 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구하기 위해 M16을 포함한 수십 개의 별 탄생 영역에 대해 850 μm(마이크로미터) 전파관측 연구를 진행 중이다. 이 중 지구로부터 약 7000광년 떨어진 M16에는 별이 탄생하고 있는 속칭 ‘창조의 기둥(Pillars of Creation)’이 속해있다.

연구진은 전파관측을 통해 ‘창조의 기둥’ 내 자기장을 연구해 자기장의 방향이 기둥에 나란하며 그 세기가 기둥의 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 밝혔다. 연구진은 “이런 자기장이 없었다면 기둥을 둘러싸고 있는 플라즈마의 압력에 의해 그 구조가 파괴되어 기둥 대신 올챙이 모양이나 구형으로 변했을 것”이라고 설명했다.

JCMT 전파망원경 모습. /천문연 제공.

연구진이 참여하고 있는 국제 프로젝트 ‘BISTRO(B-Fields in Star-Forming Region Observations)’는 JCMT(James Clerk Maxwell Telescope)의 대규모 과제 중 하나로 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구한다. JCMT는 하와이 마우나케아에 있는 지름 15m의 서브마이크로미터 전파망원경이다. 서브마이크로미터를 관측하는 단일 전파망원경으로는 세계에서 제일 큰 규모로, 한국을 비롯해 대만, 일본, 중국, 베트남으로 구성된 동아시아천문대(East Asian Observatory, EAO)가 운영하고 있다.

권 박사는 “별 탄생에서 자기장 역할은 수십 년간 논란이 되고 있는 난제이며, 이번 연구는 독수리성운의 별 탄생 기둥이 자기장에 의해 그 구조가 유지된다는 것을 처음으로 밝혔다”며, “BISTRO 과제에 참여하고 있는 한국 연구자들은 다른 별 탄생 영역의 자기장 형태와 세기를 연구하고 있어 다양하고 흥미로운 연구결과들이 계속 이어질 것”이라 말했다.

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