천문硏, 별 생성 영역 'CTB 102' 고해상도 영상 관측 성공

[이데일리 이연호 기자] 한국천문연구원은 우리 은하 내 무거운 별 생성 영역 ‘CTB 102’의 고해상도 영상 관측에 처음 성공했다고 13일 밝혔다.

대덕전파망원경을 통해 얻어진 전리수소영역 CTB 102의 고해상도 영상. 사진=한국천문연구원.

‘CTB 102’는 지난 1960년대 캘리포니아 공과대학(Caltech)에서 수행한 전파관측목록 리스트 ‘Caltech catalog B’의 102번째 천체다. ‘CTB 102’는 거대한 별 생성 영역으로 알려져 있었으나 우리은하 외곽에 멀리 떨어져 있는 천체일 뿐 아니라 우리와 천체 사이에 성간물질이 많아 성간 소광이 많이 일어나서 실질적인 관측이 이뤄지지 못한 곳 중 하나다.

연구진은 대덕전파천문대 13.7m 전파망원경을 통해 우리은하 가장자리에서 ‘CTB 102’라고 불리는 전리수소영역을 관측했다. 해당 영역은 매우 큰 질량을 가진 전리수소영역임에도 불구하고 먼지와 가스로 가득한 분자운 뒤에 존재함으로써 성간 소광이 발생해 그동안 심도 있는 관측이 이뤄지지 못했다. 또 넓은 영역 중 일부에 대해서 저해상도 관측만 수행돼 자세한 내부 구조를 파악할 수 없었다.

전리수소영역은 많은 양의 자외선을 방출하는 무거운 별 주변에 존재하는 이온화된 수소 기체로 이뤄진 영역이다. 별 생성 영역이며 은하의 물리·화학적 진화와 연관성이 높아 중요한 연구 대상이다.

연구진은 지난 2015년 수신기 성능을 개선한 한국천문연구원의 대덕전파망원경을 이용해 기존 낮은 주파수로 관측한 영상에 비해 약 10배 정도의 고해상도 영상을 얻을 수 있었다. 이를 통해 ‘CTB 102’ 영역의 물리적 구조와 그 속에서 생성되고 있는 어린별의 특성과 이 지역의 별 생성률 등을 알아냈다.

이번 연구에서 얻은 고해상도 일산화탄소(CO)의 관측 결과에 따르면 ‘CTB 102’는 가로지르는 크기가 180광년 정도이며 무게는 태양의 약 10만 배이다.

더불어 이 연구에서는 미국 항공우주국(NASA)의 와이즈(WISE) 적외선 망원경을 이용한 어린별의 등급 분류 방법을 통해 해당 영역 어린별들의 등급을 분류했다. 그 결과 이 지역이 전체적으로는 은하 전반의 별 생성률인 5~10%와 큰 차이를 보이지 않으나 일부 특정 지역에서는 17~37%의 높은 별 생성률을 보인다는 통계적 사실을 밝혀냈다. 하지만 이 지역들은 두꺼운 분자구름에 가려져 전파영역에서는 자세한 관측이 어려워 후속 연구를 통해 원인을 밝힐 계획이다.

해당 연구 논문을 이끈 한국천문연구원 강성주 박사는 “우리나라 최초의 전파망원경을 통해 해당 별 생성 영역의 고해상도 이미지를 처음으로 관측하고 이를 통해 별 생성률의 특성을 알아냈다”며 “앞으로도 대덕전파망원경을 활용해 새로 태어나는 별들이 특정지역에 모여 있는 이유에 대해 후속 연구를 이어갈 예정”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 천문학 분야 영향력 있는 국제 학술지인 ‘천체물리학 저널(Astrophysical Journal)’ 5월 1일자에 게재됐다.