깊은 우주에서 원형의 구조들이 대량으로 나타나고 있습니다.

 

 

 

우주에는 우리의 눈으로는

절대로 볼 수 없는 숨겨진 천체들이 존재합니다.

 

하지만 전파 망원경을 이용하면

이 숨어 있던 천체들이 하나씩 그 모습을 드러내게 되죠.

 

특히, 최근들어서 둥그런 모양의

기묘한 천체들이 자주 나타나고 있는데요.

 

이들은 전파를 통해서만 감지할 수 있는

아주 기묘한 우주의 천체들입니다.

 

 

 

 

 

 

최근에 등장한 최첨단 전파 망원경인

ASKAP (호주의 Square Kilometre Array Pathfinder)와

MeerKAT(남아프리카 공화국의 전파 망원경)은

그동안 보지 못했던 숨어있는 천체들을

하나씩 발견해 내고 있습니다.

 

그중에서도 "ASKAP의 주요 연구 프로젝트인

EMU(Evolutionary Map of the Universe)"는

남반구 하늘 전체를 전례 없는 정밀도로 관측하고 있는데요.

 

이렇게 수집된 데이터들은 앞으로 수십 년 동안 활용될

엄청나게 자세한 우주 지도를 만드는데 이용되고 있습니다.

 

그리고 이러한 과정을 통해서, 우주의 신비로운 천체들이

하나씩 그 정체를 드러내고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

1. 폭발 직전의 불안정한 별들

울프-레이에 별과 ‘유령의 고리’

 

 

Kyklos (왼쪽) and WR16 (오른쪽)

 

 

 

전파 망원경으로 발견된 ‘Kýklos(키클로스)’라는

둥근 구조와 ‘WR16’이라는 천체입니다.

 

이 원형의 천체들은 울프-레이에(Wolf-Rayet) 별이라는

아주 희귀한 항성과 관련이 있는데요.

 

울프-레이에 별은 태양보다 훨씬 거대한 별들이

수명의 마지막 단계에서 나타나게 되는

아주 특이한 유형의 별입니다.

 

 

 

 

 

이 별들은 상태가 매우 불안정해서

자신의 바깥층을 매우 격렬하게 방출하고 있습니다.

 

별 내부의 핵이 노출될 정도로

정말 극렬하게 바깥층을 방출해대고 있죠.

 

그리고 이렇게 분출된 물질들은 이 별의 주변에서 모여서

둥근 모양의 성운 구조를 만들어내고 있습니다.

 

특히 이전에 방출된 물질들이 

별 주변의 공간을 깨끗하게 정리를 하는 경우가 있는데요.

 

그 덕분에 그 이후에 방출되는 물질들이

원형으로 아주 균일하게 퍼져나갈 수 있게 됩니다.

 

Kýklos 같은 천체는 이러한 과정에 통해서

이렇게 깨끗한 원형의 구조가 될 수 있었습니다.

 

 

 

2. 별이 폭발하며 남긴 흔적

초신성의 잔해

 

 

왼쪽에서 오른쪽으로 시계 방향으로: 초신성 잔해인 Stingray 1, Perun, Ancora, Unicycle

 

 

 

초신성 폭발 이후에 남겨진 흔적들이

전파 망원경을 통해서 선명하게 드러났습니다.

 

이러한 초신성들은 태양보다 훨씬 더 거대한 별이

연료를 모두 소진하게 되면 발생하게 되는데요.

 

그 과정에서 별은 자체 중력을 이기지 못하고

결국 붕괴하게 됩니다.

 

그리고 거대한 폭발을 일으키게 되죠.

 

이 별의 폭발이 바로 "초신성(supernova)"입니다.

 

 

 

 

 

 

초신성이 일어나게 되면 강력한 충격파가

주변의 물질을 휩쓸며 우주로 퍼져나가게 되는데요.

 

하지만 우주는 우리가 생각하는 것 보다

훨씬 더 무질서한 공간입니다.

 

초신성의 충격파는 대부분 밀도가 높은 성간 구름과 충돌해서

구조가 찌그러지거나 비대칭적인 모양이 되죠.

 

따라서 이렇게 완벽한 원형을 유지하는

초신성의 잔해는 우주에서 매우 희귀하고 할 수 있습니다.

 

또한 초신성의 잔해들 중에는

기존의 광학 망원경으로는 보이지 않는,

숨겨져 있는 잔해들도 있는데요.

 

대표적인 예로 Stingray 1, Perun, Ancora, Unicycle

같은 천체들이 모두 숨겨져 있던

희귀한 초신성의 잔해입니다.

 

그러면 이렇게 희귀한 초신성의 잔해들 중에서

가장 대표적인 희귀한 초신성의 잔해 

2개를 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

‘완벽한 원형’ 텔레이오스

 

 

 

Teleios(텔레이오스)

 

 

 

ASKAP가 발견한 ‘Teleios(텔레이오스)’라는 천체입니다.

 

‘Teleios’는 그리스어로 ‘완벽함’을 의미하고 있는데요.

 

그 이름 그대로,

거의 완벽한 원형을 유지하고 있는

아주 희귀한 초신성의 잔해입니다.

 

초신성의 잔해가 이렇게

완벽한 구형을 유지하는 이유는

초신성이 발생할 당시에,

주변 환경에 거의 영향을 받지 않았기 때문입니다.

 

즉, 주변의 성간 물질의 밀도가 낮았거나

매우 균일해서 폭발의 형태가 변형되지 않았다는 거죠.

 

그래서 이 천체는 과학자들이 초신성 폭발 당시의

초기 상태를 유추할 수 있는

 아주 보기 드문 중요한 사례라고 할 수 있습니다.

 

 텔레이오스 같은 천체를 계속 연구하면,

초신성 폭발이 어떻게 발생하는지, 그 메커니즘을 

더 깊이 이해할 수 있게 될 겁니다.

 

 

거대한 초신성의 잔해, ‘디프로토돈’ 

 

 

Diprotodon(디프로토돈)

 

 

 

또 다른 초신성의 잔해인 ‘Diprotodon(디프로토돈)’ 입니다.

 

지구에서 관측하면, 달보다 무려 6배나

더 크게 보이는 아주 거대한 초신성의 잔해죠.

 

이는 초신성 폭발의 규모가, 당시 엄청나게

거대했다는 것을 시사하고 있습니다.

 

그 거대한 크기 때문에 과학자들은

이 초신성의 잔해에, 거대한 유대류(거대 웜뱃)의 이름인

'디프로토돈'이라는 이름을 붙여 주게 되었습니다.

 

최근 ASKAP의 높은 감도로 인해서

이 천체의 전체적인 구조가 드러나게 되었는데요.

 

이를 통해 잔해 내부에서 발생하는

복잡한 상호 작용까지 분석할 수 있게 되었습니다.

 

이렇게 거대한 초신성 폭발은

새로운 별과 행성계를 형성하는데 필요한

무거운 원소를, 우주 공간으로 확산시키고 있습니다.

 

 

3. 우주의 거울, 라고티스

 

 

Lagotis(라고티스)’

 

 

VdB-80이라는 이름의 반사 성운입니다.

 

현재는 라코티스(Lagotis)라는

이름으로 더 잘 알려져 있는 천체죠.

 

과학자들은 이 라코티스가 주변의 별빛이

먼지 구름에 반사되어 보이는

단순한 반사성 성운으로 생각해 왔습니다.

 

하지만 ASKAP로 관측 해본 결과, 이 성운의 내부에서

HII 영역 즉, 이온화 수소 영역이 발견 되었는데요.

 

이온화 수소 영역은, 고에너지의 별빛이

주변의 기체를 이온화시켜서 만들어지는 영역입니다.

 

 

 

 

 

즉, 라코티스는 단순한 반사 성운이 아니라,

활발하게 별을 만들어내고 있는 성운이었다는 거죠.

 

과학자들은 이 성운에서 별이 형성되는 모습이,

마치 별이 성운 속을 파고들며 이동하는 것 처럼

보인다고 생각했습니다.

 

그래서 이를 호주의 들쥐인 ‘큰빌비(Greater Bilby)’에서

착안해 ‘Lagotis’라고 이름을 붙여주게 되었죠.

 

과학자들은 이 라코티스를 통해서

별의 형성 과정과 성운의 상태 변화를

이해하려고 노력하고 있습니다.

 

 

4. 우리 은하 밖에서 발견된 미스터리한 천체들

 

 

 

 

또한 ASKAP와 MeerKAT은 우리 은하의 바깥에서

처음보는 전파 형태의 천체들을 발견하고 있습니다.

 

‘라디오 링’ 은하

 

 

 

 

 

전통적인 형태의 광학 망원경으로 살펴보면

그냥 평범한 원반 모양의 은하로 보입니다.

 

하지만 전파 망원경으로 관측 하는 순간,

"가운데가 비어 있는 거대한 원형의 구조(라디오 링)"가

그 모습을 드러내게 되죠.

 

 

 

 

 

이러한 형태가 만들어지는 이유는

아직 확실히 밝혀지지는 않았는데요.

 

과학자들은 여러 개의 초신성 폭발이 일어나게 되면서

중심부의 가스를 밀어낸 결과이지 않을까라고

현재 생각하고 있습니다.

 

 

‘이상한 원형 전파’ LMC-ORC

 

 

 

LMC-ORC는 Odd Radio Circle(ORC)이라 불리는

새로운 유형의 천체 중 하나입니다.

 

이들은 전파 영역에서만 보이는 정체 불명의 구조물로,

현재까지도 그 기원을 정확히 밝혀내지 못하고 있죠.

 

ORC는 거의 완벽에 가까운 원형 

또는 타원형의 고리 모양을 특징으로 하고 있습니다.

 

 

 

 

 

또한 그 크기는 수백만 광년에

이를 정도로 엄창나게 거대한데요.

 

이렇게 거대한 크기는 단일 천체 중에서는

매우 보기 드문 사례라고 할 수 있습니다.

 

현재 과학자들은 이 ORC에 대해서,

거대 전파 은하가 폭발한 흔적,

 또는 은하간의 충돌 등 다양한 가설을 제시하고 있습니다.

 

하지만 아직 확실한 증거는 발견되지 않고 있죠.

 

최근 들어서 이러한 ORC들이

계속해서 발견이 되고 있는데요.

 

ORC는 현재 전파 천문학에서 가장 미스터리한

연구 대상 중 하나로 손꼽히고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

5. 앞으로 다가올 새로운 발견들

 

 

Square Kilometre Array(SKA)

 

 

MeerKAT과 ASKAP은 앞으로도 계속해서

우주의 비밀을 밝혀낼 예정입니다.

 

하지만 과학자들은 이 망원경들보다

더욱 강력한 차세대 전파 망원경을 준비하고 있는데요.

 

바로 ‘Square Kilometre Array(SKA)’라는 전파 망원경입니다.

 

전체 면적 1제곱킬로미터에

총 수천 개의 안테나를 설치하는 것을 목표로 하고 있죠.

 

이 SKA가 등장하게 된다면,

지금까지 알려지지 않았던 숨겨진 천체들이

그 모습을 더 많이 드러낼 수 있게 될 겁니다.

 

 

MeerKAT

 

 

최근 ASKAP와 MeerKAT이 밝혀내고 있는

‘이러한 원형의 천체’들은 우리가 우주를 바라보는

시선을 완전히 바꾸어 놓았습니다.

 

과연 우주에는 얼마나 더 많은

놀라운 천체들이 숨겨져 있는 걸까요?

 

새로운 전파 천문학이, 숨겨져 있는 우주의 비밀을 

더 많이 밝혀내 주기를 기대해 봅니다.