천체 사진 가운데 화려한 색과 독특한 형상으로 많은 관심을 끌어온 ‘가오리성운'(Stingray Nebula)이 20년 사이에 쪼그라들고 어두워진 모습으로 허블우주망원경(HST)에 포착돼 궁금증을 자아내고 있다.
미국 워싱턴대 브루스 발릭 교수가 이끄는 국제 공동연구팀은 5일 허블우주망원경이 1996년에 촬영한 가오리성운과 2016년에 촬영한 가오리성운을 비교 분석한 사진을 공개했다.
사진에는 늙어가는 한 별을 둘러싼 가스구름이 20년 사이에 빠르게 소멸하면서 화려하고 푸른 빛과 주황빛이 어우러진 가오리 모습이었던 이 행성상 성운이 푸른 빛을 거의 잃고 주황색만 남아 타원형으로 변한 모습이 담겼다.
연구팀은 우주는 끊임없이 변하지만 너무나 느리게 진행되기 때문에 사람 수명 정도의 기간에는 관측하기가 어렵다며 20년 만에 빠르게 빛을 잃은 가오리성운은 과학자들에게 행성상성운의 진화를 실시간으로 관측할 기회를 주고 있다고 말했다.
연구팀은 가오리성운 중심부에 있는 죽어가는 별에서 방출되고 있는 질소와 수소, 산소 가스가 내뿜는 빛이 전례 없이 빠르게 변했다는 사실을 발견했다. 특히 산소에서 방출되는 빛은 밝기가 수천분의 1 수준으로 약해졌다.
발릭 교수는 “대부분 연구에서 성운은 보통 점점 커지는데, 가오리성운은 형태가 근본적으로 크게 변하며 어두워지고 있으며 진행 속도도 전례 없이 빠르다”고 말했다.
공동연구자인 스페인 안달루시아천체물리연구소 마르틴 게레로 박사는 “허블우주망원경 광학 관측이 매우 안정적이어서 가오리성운의 밝기가 변한다는 것은 매우 확실하다”며 “가오리성운 주변과 배경의 다른 별들은 밝기가 똑같이 유지되고 있다”고 설명했다.
연구팀은 이 놀라운 현상의 원인을 밝혀내기 위해서는 성운의 구조와 밝기에 영향을 미치는 가오리성운 중심에 있는 죽어가는 별의 성질을 탐구하는 것이 중요하다고 덧붙였다.
이에 앞서 2016년 영국 레스터대 니콜 린들 교수팀은 1971~2002년 가오리성운 관측데이터를 분석, 중심별 온도가 태양 표면보다 거의 10배 높게 치솟았다며 이 별의 핵 외부에 있는 헬륨이 핵융합을 일으켜 온도가 갑자기 상승했다가 다시 냉각되는 것 같다고 밝힌 바 있다.