성운
星雲 / Nebula[1]
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용골자리 성운의 일부분
1. 개요
간단히 말해 성운은 우주공간에 분포한 성간 물질이, 어떠한 요인으로 '비교적' 좁은 지역에 밀집해 있는 것을 말한다.[2] 과거에는 망원경의 성능이 떨어져 성운과 먼 은하를 구분지을 수가 없어서 별과 달리 뿌옇게 보이는 천체들을 모조리 성운으로 분류했었지만, 고성능 망원경이 발명되고 외부 은하가 존재한다는 것을 깨달은 후에는 이 둘을 완전히 다른 천체로 구분하게 되었다.[3] 주로 수소, 헬륨, 먼지 등으로 이루어져있고, 본래대로라면 이 물질들만으로는 스스로 빛을 낼 수가 없으나, 여러 가지 요인에 의하여 빛을 내게 된 덕분에 지구에서 관측할 수 있다. 성운은 우리가 보기에는 하늘의 구름처럼 짙고 두터운 구름으로 보이나, 실제로는 지구 대기의 몇 백만에서 몇 만분의 1 수준의 희박한 밀도를 지니고 있다.[4] 또한 대부분의 성운은 매우 거대하다. 지름은 적어도 1~2광년을 상회하며, 거대한 것은 1500광년에 달하는 크기를 가진 것도 있다.
사실 성간 물질들은 분자 구름의 형태로 성운과는 비교도 안 될 만큼 많은 양이 우주 공간에 분포해 있다. 성운은 이러한 분자 구름이 밀집되어 모종의 이유로 인해 우리 눈에 보이게 되는 것을 말한다. 그리고 이런 성운이 새로운 별을 생성하는 재료가 된다고 알려져있다.
2. 구분
2.1. 원리에 따른 구분
2.1.1. 발광성운
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사진은 오리온 성운
가장 흔하고, 가장 대중적인 성운. 주변 별들로부터 오는 자외선에 의해 전리된 수소 원자들이 재결합하면서 방출선을 내기 때문에 붉게 빛난다.
2.1.2. 암흑성운
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사진은 말머리 성운
암흑성운(Dark Nebula)는 스스로는 빛나지는 않지만, 관측자의 입장에서 성운의 뒷 배경으로부터 오는 빛을 가려서 보이게 되는 성운으로, 성간물질의 그림자에 가깝다. 이름 그대로 검게 보인다. 별들이 있어야 할 곳에 아무 것도 안보이거나, 배경에 있는 발광 성운으로부터 오는 빛을 차단하는 것으로 그 모습을 드러낸다. 전리수소영역에서 발견되는 보크 구상체 또한 이러한 암흑성운의 일종이다.
- 오리온자리 말머리 성운
- 남십자자리 석탄자루성운(coalsack)
2.1.3. 반사성운
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위 사진은 마귀 할멈 성운, 가장 희귀한 형태의 성운으로, 주변 별빛을 산란시켜 빛나는 성운이다.[5] 간혹 붉게 보이는 경우도 있으나 보통은 푸른 색으로 빛난다.
2.2. 별에 의해 생긴 성운
별이 가스를 대량으로 방출할 때에도 성운이 생성되며, 이들은 대부분이 발광 성운이다. 이러한 성운들은 단일 별에서 나왔기 때문에 규모가 작고, 수명도 수만~수십만 년 정도로 짧다. 이 때 별에서 생성된 원소들이 우주로 흩뿌려진다. 자세한 내용은 항목 참조.
2.2.1. 행성상성운
2.2.2. 초신성 잔해
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게 성운
거대한 별이 일생을 다 할때 초신성 폭발을 일으켜 자신이 가진 물질을 일순간에 우주 공간으로 방출하는데, 그 때의 흔적이다. 요컨대 거대한 별의 시체라고 볼 수 있다. 이러한 초신성의 잔해들로 이루어진 성운이 많고, 잔해들은 다시 뭉쳐서 또 다른 행성,별이 될 수 있다. 즉 '별은 죽어서 잔해를 남기고, 그 잔해가 다시 별이 된다.'
2.2.3. 볼프-레이에별
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M1-67 성운
볼프-레이에별은 아주 무거운 질량을 가진 항성의 최종 진화 단계로, 어마어마하게 불어난 외피층을 자신의 강력한 항성풍으로 날려보내 내핵이 드러난 별인데, 이는 초신성폭발의 전조라고 볼 수 있을 정도로 매우 불안정한 상태이다. 또한 막대한 양의 가스를 주변으로 흩뿌린 상태라 성운이 형성된다. 형성 과정은 행성상 성운과 비슷하나, 반응이 비교도 안되게 폭발적인게 특징으로, 구조도 매우 복잡하고 성운 한 가운데에 아주 밝은 별이 존재하는 등 대단히 활동적이다.이들이 항성풍으로 잃어버리는 질량은 태양이 항성풍으로 잃는 질량의 '''10억 배'''에 달하는 수준이며, 이러니 당연히 성운이 형성 될 수밖에 없는 것.
2.3. 그 외
이들 성운은 항성계와 행성계의 발달에 중요한 역할을 하는데, 별이 일생동안 핵융합한 무거운 원소들을 주변에 흩뿌리며, 가벼운 원소들은 다시 별의 재료로 활용되어 새로운 별이 탄생하게 된다. 현재 태양계도 이러한 성간 물질에서 비롯한 것으로 보이며, 사실상 여러분 자신과 주변을 이루는 수소를 제외한 모든 물질은 수십억년 전에 폭발했거나 백색왜성으로 쪼그라들어 사라진 어떠한 항성 내부에서 핵융합으로 생긴 물질로 이루어져 있는 것이다.
3. 관련 문서
[1] 라틴어로 Nebula는 안개, 구름 등의 의미를 갖고 있다. 복수형은 라틴어, 영어 모두 Nebulae.[2] 물론 말이 좁다는 거지 실제론 태양계 크기의 몇십배에 달하며, 성간물질 하나하나가 그만큼 떨어져 있다. 즉 인간이 성운 안으로 들어간다면 아무것도 잡히지 않을 것이다. 겉모습만 밀집돼 보일 뿐이다.[3] 그래서 90년대 이전에 나온 책에는 용어가 섞여 쓰이고 있다. 안드로메다 성운, 마젤란 성운 등. 게다가 여기에는 일본에서 다 성운으로 몰아붙여 표기한 것을 그대로 써먹은 중역의 영향도 있다.[4] 우주의 빈 공간에 비교한 상대적인 것이다. 우주의 넓은 범위에 퍼져있어서, 실제 밀도는 1 세제곱 cm에 100~300개의 분자가 있는 정도다. 단 그 범위가 굉장히 넓어서 그런 것으로, 총 질량은 태양의 10~100배에 이를 정도로 높다.[5] 마귀할멈 성운의 경우 리겔의 빛을 반사해 빛난다.