How big is 가오리 성운?

가오리 성운은 행성상 성운이다. 행성상 성운은 죽어 가는 별이 내뿜은 가스 껍질이 뒤에 남은 뜨거운 별 때문에 빛나는 천체이다. NASA는 1998년에 이 성운을 알려진 가장 젊은 행성상 성운이라고 설명했다. 가장 최근의 추정에 따르면 너비는 약 1조 1000억 킬로미터이다. 지구에서 이 성운까지의 거리가 불확실해서, 발표된 너비 추정값은 약 5600억~1조 5000억 킬로미터에 걸쳐 있다.

크기

태양 같은 평범한 별은 생애의 마지막에 행성상 성운을 만들 것으로 예상된다. 지구에서 보면 가오리 성운은 아주 작다. 밝은 안쪽 고리의 길이가 약 1.6각초밖에 되지 않으며, 1각초는 1도의 3,600분의 1이다. 허블 우주 망원경이 관측하기 전에는 이 성운의 세부 모습을 전혀 볼 수 없었다.

이 각도를 실제 크기로 바꾸려면 거리가 필요한데, 거리 추정값은 약 2,700~19,000광년에 걸쳐 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 1광년은 약 9조 4600억 킬로미터이다. 1998년의 허블 연구는 18,000광년을 사용했고, 이에 따라 성운의 너비는 약 1조 5000억 킬로미터가 되었다.

이후의 연구들은 이 별이 더 가깝다고 보았다. 2014년의 연구는 약 5,200광년의 거리와 약 5600억 킬로미터의 너비를 구했다. 2017년의 연구는 약 8,200광년을 채택했으며, 이 연구가 만든 빛나는 가스의 모형은 너비가 약 1조 1000억 킬로미터, 즉 0.12광년이다.

크기 비교

이 성운은 너비가 1조 1000억 킬로미터로, 태양에서 세드나의 궤도상 가장 먼 지점까지 거리의 약 8배이다.
이 성운은 너비가 가장 바깥쪽 행성인 해왕성 궤도 지름의 약 120배이다.
해왕성의 궤도를 농구공 지름으로 줄인다면, 이 성운은 너비가 약 30미터일 것이다.
이 성운은 너비가 약 43광일이다. 빛이 이 성운을 가로지르는 데 약 43일이 걸린다.

불이 켜진 성운

1971년부터 2002년 사이에 성운의 중심별인 SAO 244567은 온도가 섭씨 22,000도 미만에서 약 60,000도까지 올랐다. 별 주변의 가스는 아마도 1980년대 초에 행성상 성운으로서 빛나기 시작했다. 가오리와 닮은 모양에서 이 성운의 이름이 붙었다.

허블 영상에는 별 둘레의 밝은 가스 고리와, 고리의 위아래로 불려 나간 가스 거품이 보인다. 중심별의 짝별인 두 번째 별이 성운 안에 있다.

빠르게 흐려지는 성운

1996년과 2016년, 20년 간격으로 찍은 허블 영상에는 성운이 흐려지고 모양이 바뀌는 모습이 보인다. 산소가 내는 빛은 1,000분의 1에 가깝게 줄었다. 가오리를 떠올리게 했던 물결 모양의 가장자리는 거의 사라졌고, 한때 밝았던 안쪽 고리는 흐려지면서 줄어드는 것으로 보인다.

이렇게 흐려지는 것은 중심별의 변화를 반영한다. 중심별은 식어 가면서 가스를 빛나게 하는 복사를 덜 내보내고 있다. 한 가지 견해는 중심별이 앞서 뜨거워진 것이 별의 중심핵을 둘러싼 껍질에서 일어난 짧은 헬륨 핵융합 섬광 때문이라는 것이다. 헬륨 핵융합은 헬륨 원자핵이 합쳐지면서 에너지를 내놓는 반응이다. 2020년에 천문학자들은 지금처럼 흐려지는 속도라면 20년이나 30년 뒤에는 이 성운을 거의 검출할 수 없을 것이라고 추정했다.