행성상 성운 모양 다양한 이유

새로운 연구들은 행성상 성운이 나선 모양부터 나비모양까지 다양한 모양을 하고 있다는 것을 보여주는데요. 이러한 천체 보석이 보여주는 다양한 모양 그리고 색들은 관찰자와 이론가 모두를 매료시키기에 충분합니다. 저질량의 별에서 발생하는 환상적인 가스와 먼지 분출은 나선모양, 장미모양, 나비모양, 심지어는 우주의 눈같은 모양을 형성하기도 합니다. 관찰자 팀은 어떻게해서 이러한 모양들이 생겨난 것인지 진화의 한 단계 앞선을 살펴보았습니다. 천문학자들은 태양을 포함하여 덜 거대한 별들이 죽어가는 날에 행성상 성운이 출현한다는 사실을 오랫동안 알고 있었는데요. 그러한 별들은 외층을 벗겨내고, 별의 핵이 백색 왜성으로 붕괴되면서 우리가 지구에서 보는 영광스러운 전시를 만들어냅니다. 천문학자들은 노화된 별에서 나오는 대칭적인 바람이 어떻게 해서 아름다운 비대칭 모양을 만드는 지인데, 최근 연구에 따르면 거대한 행성조차도 태양과 같은 별이 뿜는 바람에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌으나 일부 아이디어에는 항성 동료의 효과가 포함되었다고 합니다. 행성상 성운의 진화를 이해하고자 Leen Decin과 동료들은 항성 진화에서 한 걸음 뒤로 물로나 AGB(점근 거대 가지) 별에 도달했는데요. 이런 멋진 적색 거성들은 지구 궤도 크기까지 확장할 수 있으며, 태양보다 수천 배 더 밝게 빛나기도 합니다. 하지만 연료가 부족해 코어에 탄소를 융합시키는 것으로 감소했습니다. AGB 별은 매년 태양 질량의 0.01%까지 손실되며 별의 외층 제거 과정을 시작하지만, 높은 질량 손실률은 별 가까이에서 일어나고 있는 일을 가립니다. AGB 단계는 수명이 짧고 저질량 항성 진화 마지막단계에 대한 이해도 복잡해졌는데요. 개별 질량에 따라 AGB 별은 행성상 성운이 되기까지 10만년에서 2천만년 밖에 걸리지 않으며, 행성상 성운을 만드는 과정은 수천 년이 걸리기도 하고, 천문의 눈을 깜빡이며 성운 자체는 성간 공간으로 분산되기까지 약 2만년 더 지속된다고 합니다. Decin 팀은 칠레의 ALMA를 사용하여 12개 AGB 별 샘플을 연구했는데, 이러한 긴 파장 관찰을 통해 이 별 주변의 가스와 먼지를 관통하여 바람의 세부사항을 드러내고 모양에 대한 이전의 가정을 뒤집게 됩니다. 12개 AGB 별들 중 어떤 것도 대칭모양의 바람을 가지고 있지 않으며, 그 모두는 어떤 형태의 호나 껍질을 가지고 있고, 일부는 행성상 성운이 가지고 있는 나선형, 양극성 또는 눈과 같은 모양을 보여주기도 합니다. 많은 별 집단 연구에 따르면, AGB별은 일반적으로 목성 질량의 5배 이상 가진 동반자가 적어도 하나 이상 있다는 것을 보여주는데요. 이 동반자들이 별이든 거대한 행성이든 관계없이 진화하는 항성풍 모양에 영향을 미칠 가능성이 높습니다. 별이 더 많은 질량을 잃을수록 동료들의 궤도가 넓어지므로 바람의 속도도 중요한데, ALMA 관측에 기반해 연구진은 별이 주로 극을 따라 바람을 날릴지, 바람이 적도를 따라 나선 모양을 취할지 여부를 예측하는 방정식을 개발하게 됩니다. 연구에 참여하지 않았지만, Morgan MacLeod는 '이것은 오랫동안 추측되어 온 연결고리를 견고하게 만드는 놀랍고 획기적인 결과!'라고 말합니다. '이 결과는 진호된 별들이 어떻게 외피를 잃는지에 있어 별의 다양성이 핵심이라는 아이디어에 대한 혁명적 수준의 증거를 제공한다.'