대마젤란 은하로부터 16만 1천광년 떨어진 곳에 자리한 타란툴라 성운입니다. 마치 거미줄로 뒤덮힌 타란툴라의 서식지 같은 형상이어서 이름 붙었습니다.
타란툴라 성운은 우리은하와 가장 가까운 '별 탄생 지역'입니다. 제임스웹우주망원경에 장착된 근적외선카메라(NIRcam)로 촬영한 이 사진의 중심부를 볼까요? 푸른 별 무리가 보입니다. 옅은 파란색의 이 천체들은 갓 태어난 젊은 항성들입니다. 30도라두스(Doradus)라는 별에서 수천 개의 젊은 별들이 처음으로 발견된 겁니다. 젊은 항성들은 강력한 항성풍을 내뿜는데요. 그 주위의 밀도 높은 성운들이 이 항성풍과 상호작용하며 일종의 기둥을 형성합니다. 이 기둥에는 원시별들이 포함돼 있습니다. 그리고 먼지투성이 성운에서 차례대로 빠져나와 전체적인 타란툴라 성운을 만듭니다.
제임스웹우주망원경의 근적외선분광기, 즉 NIRSpec(Near-Infrared Spectrograph)에 관측된 어린 별 하나에 주목해봅니다. 천문학자들은 원래 이 별이 좀 더 오래된 별이고, 이미 주변의 거품을 제거하는 중이라고 생각했습니다. 그런데 이번 NIRSpec을 통한 관측으로 이 별이 성운 기둥에서 막 떠오르기 시작했으며 주변에 절연체 역할을 하는 먼지 구름을 유지하고 있음을 확인했습니다. 적외선 파장을 볼 수 있는 Webb의 고해상도 스펙트럼이 없었다면 이 별의 형성 과정을 정확히 파악하기 힘들었을 겁니다.
이 영역은 제임스웹의 MIRI(중적외선 기기)로 보면 또 모양이 달라집니다. 뜨거운 별은 사라지고 더 차가운 가스와 먼지가 빛납니다. 별이 탄생하는 구름 내에서 빛의 점은 원시별들이 여전히 둔중한 질량을 키워나가고 있음을 보여줍니다. 더 짧은 파장의 빛은 성운의 먼지 알갱이에 의해 흡수되거나 산란됩니다. 이건 제임스웹으로 탐지가 안 됩니다. 하지만 더 긴 중적외선 파장은 그 먼지를 관통해 궁극적으로 이전에 볼 수 없었던 우주의 신비를 고스란히 드러냅니다.
타란툴라 성운이 천문학자들에게 흥미로운 이유 중 하나는 이 성운이 우주의 '우주의 정오'에 관측된 거대한 별 형성 영역과 유사하다는 점 때문일 겁니다. 우리은하의 별 생성 지역은 타란툴라 성운과 같은 격렬한 속도로 별을 생성하진 않습니다. 화학 성분도 다릅니다.
인류는 수천 년 동안 별을 관찰했지만 별의 형성 과정에는 여전히 미스터리가 많습니다. 별이 태어나는 지점을 제대로 관측할 만한 선명한 이미지를 얻을 수 없었다는 점도 별의 탄생을 여전히 미스터리로 만드는 요인 중 하나입니다. 그런 면에서 제임스웹우주망원경은 세계 최고의 우주 과학 관측소입니다. 우리 태양계의 미스터리를 풀고 저 멀리 다른 세계를 바라보며 우리 우주의 신비한 구조와 기원, 그리고 그 안에 살고 있는 우리의 현주소를 하나하나 파악할 것이기 때문입니다.
