하제를 위한 하제!

Helix nebular

태양보다 더 무거운 거대한 별은 초신성 폭발을 하기 이전에 핵융합을 통해서 철을 포함한 더 가벼운 원소들을 생성해 냅니다. 이러한 원소들은 생성됨과 동시에 별의 내부에 축적되다가 최후에는 초신성 폭발을 통해서 대부분의 물질들을 사방으로 흩뿌립니다.
이렇게 (수천 km/s정도의 속도로...) 사방으로 흩어지는 물질들은 초신성 폭발 직후에 별의 어미별로부터 멀어져 가면서 압력이 극도로 낮아지면서 플라즈마에서 일반적인 고체 물질이나 기체원자로 합성됩니다. (기체원자들은 압력이 너무 낮아서 우리가 평소에 볼 수 있는 분자들로 형성되지 못합니다. 성간물질에 포함되는 분자들은 일반적으로 지구상의 표준환경(0℃, 1기압)에서는 불안정한 경우가 많습니다. 물론 안 그런 경우(NH ₃)도 있긴 합니다.^^)

사진의 Helix 행성상 성운의 경우에는 폭발¹ 한지 얼마 되지 않은 상태이기 때문에 백색왜성(사진 중앙의 흰색 작은 별)에서 방사되는 강한 자외선 복사에 의해서 가열되고 있어서 밝게 빛나고 있습니다. 이 경우에는 강한 복사가 갖고 있는 운동량에 의해서 형성되는 복사압에 의해서 더욱더 가속됩니다. 이러한 가속은 원자의 질량에 반비례하므로 상대적으로 무거운 원소인 고체들은 뒤쪽에 남고, 기체들은 고체들보다 더 멀리 도망가게 됩니다.

태양계로부터 650광년 떨어져 있는 사진의 Helix 행성상 성운은 태양과 거의 같은 크기의 별이 폭발한 것으로 보이며, 지름이 2.5광년이 된다고 합니다. (거의 태양계만한 크기) 이로부터 계산해 보면 약 0.22 ˚의 겉보기 각도를 갖는데, 밝기는 그리 밝지 않지만, 보름달의 절반정도로 우리에게 보입니다.

전체적으로 이 행성상 성운은 주변에 엷게 분포되어 있는 기체들을 밀어붙여서 다른 성운들에서 관찰되고 있는 지름 수 광년에 이르는 거품구조를 만들 것이며, 더 나아가 기체들을 부분부분 끌어모아서 새로운 별들을 만들 수 있게 될 것입니다. 사진의 중앙쪽으로 뻗어있는 (영문사이트의 표현으로는 자전거 바퀴살처럼 뻗어있는 이라고 표현했더군요.) 흔적들은 별 주변의 행성 혹은 오르트 구름 등등이 있어서 물질들이 외부로 날아가는 것을 교란하고 있기 때문일 것으로 추측하고 있다고 합니다.

우리가 생각할 수 있는 것은 여기까지입니다. 시간이 훨씬 많이 흘러서 수십억 년이 지난 후에는 우리은하와 안드로메다 은하가 충돌한다는데, 그럼 매우 불안정한 상태가 될 것입니다. 이 수십억 년 동안은 꽤나 안정된 상태에서 몇 번의 세대를 거치는 별들이 있을 수도 있을 겁니다만.... 그 뒤에는 태양계가 우리은하 밖으로 튕겨져 나가는 일이 생길지도 모릅니다. 여기저기에서 별들이 무더기로 생겨나기도 하며, 별들끼리 충돌하여 폭발하거나 더 큰 별로 변화할지도 모릅니다. 아직 우리의 과학은 그런 것까지 처리할 정도로 훌륭하지 못하기 때문입니다.


참고 :
Helix nebular 큰 사진