한국천문연구원은 국내 연구진이 참여한 국제연구팀이 독수리 성운으로 알려진 ‘M16’의 독특한 기둥 모양이 자기장에 의해 유지된다는 연구결과를 발표했다고 25일 밝혔다.

허블 우주망원경이 촬영한 M16 독수리 성운의 모습. / 미항공우주국(NASA) 제공
허블 우주망원경이 촬영한 M16 독수리 성운의 모습. / 미항공우주국(NASA) 제공
M16은 허블 우주망원경이 촬영한 가장 신비로운 사진 중 하나로 꼽힌다. 지구로부터 7000광년쯤 떨어진 M16에는 별이 탄생하는 일명 ‘창조의 기둥'이 있다. 연구진은 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구하기 위해 M16을 포함한 수십개의 별 탄생 영역에 대해 전파 관측 연구를 진행했다.

별은 낮은 온도와 높은 밀도 때문에 대부분 가스가 분자 형태로 존재하는 분자 구름에서 중력 수축으로 만들어진다. 하지만, 분자 구름 속 대부분 가스와 먼지는 별을 만드는 데 사용되지 않는다. 이는 곧 중력 수축을 방해하는 어떤 작용이 있으리라 추측할 수 있다.

연구진은 전파 관측을 통해 창조의 기둥 내 자기장의 방향이 기둥에 나란하며, 그 세기가 기둥의 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 밝혔다. 길쭉한 먼지 알갱이는 자기장 속에서 일정 방향으로 정렬되고, 자기장 방향에 수직으로 편광된 전파를 방출한다. 이러한 원리를 바탕으로 전파의 편광 현상을 관측하면 자기장 방향을 추정할 수 있다.

이런 자기장이 없었다면 기둥을 둘러싸는 플라즈마의 압력에 의해 그 구조가 파괴되고, 기둥 대신 올챙이 모양이나 구형으로 변했을 것이라고 연구진은 분석했다.

국내 연구진이 참여한 국제 프로젝트 BISTRO는 하와이 미우나케아에 있는 전파망원경 JCMT의 대규모 과제 중 하나로 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구한다. 전 세계 120여 명의 연구진 중 한국에서는 28 명의 천문학자가 참여하고 있으며, 권우진 한국천문연구원 박사가 한국 연구책임자를 맡고 있다.

권우진 박사는 “별 탄생에서 자기장의 역할은 수십년간 논란이 된 난제이며, 이번 연구는 독수리 성운의 별 탄생 기둥이 자기장에 의해 그 구조가 유지된다는 것을 처음으로 밝혔다”며 “BISTRO 과제에 참여 중인 한국 연구자는 다른 별 탄생 영역의 자기장 형태와 세기를 연구하고 있어 향후 다양하고 흥미로운 연구결과들이 계속 이어질 것으로 보인다”고 말했다.