성운이란?
라틴어로 구름 또는 안개를 의미하는 성운은, 이온화된 수소, 중성 또는 분자 수소와 우주 먼지로 구성될 수 있는 성간 물질의 또 다른 발광하는 부분입니다. 성운은 독수리 성운의 '창조의 기둥'과 같이 종종 별을 형성하는 영역입니다. 이러한 지역에서는 가스나 먼지 등의 물질이 '덩어리'가 되어 보다 밀도가 높은 지역을 형성하고, 그것이 물질을 더 끌어당겨 결국 별을 형성할수록 밀도가 높아지게 됩니다. 그 후 나머지 물질은 행성이나 다른 행성계 물체를 형성하는 것으로 생각됩니다.
대부부의 성운은 거대한 크기로, 몇 개는 직경이 수백 광년이나 됩니다. 지국에서 인간의 눈에 보이는 성운은 가까이서 보면 더 커 보이지만 밝지는 않습니다. 하늘에서 가장 밝은 성운으로 보름달 직경의 2배 면적을 차지하는 오리온성운은 육안으로 볼 수 있지만 초기 천문학자들은 이를 보지 못했습니다.. 그것들을 둘러싼 공간보다 밀도는 높을지라도, 대부분의 성운은 지구에서 창조된 진공보다 훨씬 밀도가 낮습니다. 지구 크기만큼의 성운은 총질량이 불과 몇 킬로그램입니다. 지구의 공기 밀도는 입방 센티미터 당 약 1019 분자이지만 대조적으로 가장 밀도가 높은 성운은 입방 센티미터 당 10,000 분자의 밀도를 가질 수 있습니다. 많은 성운은 내장된 뜨거운 항성들에 의해 야기된 형광에 의해 보이는 반면 다른 성운은 너무 확산되어 장시간 노출과 특수 필터로만 감지될 수 있습니다. 몇몇 성운들은 T 타우리 변광성에 의해 가변적으로 조명되고 있습니다.
처음에 'nebula'라는 용어는 은하수를 넘어 은하를 포함한 확산된 천체를 나타내기 위해 사용되었습니다. 예를 들면 안드로메다 은하는 20세기 초 베스토 슬라이퍼, 에드윈 허블 등에 의해 은하의 진정한 성질이 확인되기 전에는 안드로메다 성운, 일반적으로 나선은하라고 불렀습니다. 에드윈 허블은 대부분의 성운이 항성과 관련되어 있고 별빛으로 비추고 있다는 것을 발견했습니다. 또한 그는 그것들이 생성한 광 스펙트럼 유형에 따라 성운을 분류했습니다.
성운의 역사
서기 150년 경 프톨레마이오스는 그의 책 알마제스트 7-8권에 다섯 개의 별이 희미하게 보인 것을 기록했습니다. 또한 그는 큰곰자리와 사자자리 사이에 있는 어느 별과도 관련이 없는 성운 자리에 주목했습니다. 최초의 진정한 성운은 성단과는 다르게, 무슬림 페르시아 천문학자 압드 알라흐만 알수피의 책 고정성단에서 언급되었습니다. 17C 초 니콜라 클로드 파드리 드 페이레스크는 망원경으로 오리온성운을 발견했습니다. 이 성운은 같은 17C 요한 뱁티스트 카이사트에 의해서도 관측되었습니다.
18C에 애드먼드 핼리는 6개의 성운 목록을 발표했습니다. 이 수는 같은 세기 꾸준히 증가하여 20개로 늘었습니다. 그 후 성운의 수는 윌리엄 허셜과 그의 여동생 캐롤라인 허셜의 노력으로 크게 증가했습니다. 윌리엄 허셜은 이 성운들이 미해결 된 성단에 불과하다고 믿었습니다. 그러나 18C 말 성운에 둘러싸인 항성을 발견했고, 이는 더 먼 성단이 아니라 진정한 성운이라고 결론지었습니다.
성운의 형성
성운에는 다양한 종류의 형성 메커니즘이 있습니다. 성운 중에는 이미 성간물질에 있는 가스에서 형성되는 것도 있고, 다른 것은 별에 의해 생성되는 것도 있습니다. 전자의 예는 거대한 분자운으로 성간 가스의 가장 차잡고 밀도가 높은 단계이며, 보다 확산된 가스의 냉각과 응축에 의해 형성될 수 있습니다. 후자의 예로는 항성 진화 후기에 항성이 방출한 물질로부터 형성된 행성상 성운이 있습니다.
항성을 형성하는 영역은 거대한 분자 구름과 연관된 방출 성운의 한 종류입니다. 이것들은 분자운이 스스로 자신의 무대로 붕괴하여 항성을 생성하도록 형성됩니다. 중심부에 거대한 항성이 형성되기도 하며, 그들의 자외선은 주위 가스를 이온화하여 광학정 파장에서 볼 수 있게 합니다. 거대한 별을 둘러싼 이온화된 수소의 영역은 HII 영역으로 알려져 있고, HII 영역을 둘러싼 중성 수소의 껍질은 광분해 영역으로 알려져 있습니다. 항성 형성의 예로는 오리온 성운, 로제타 성운, 오메가 성운이 있습니다. 거대한 항성의 초신성 폭발, 항성풍 또는 거대한 항성으로부터의 자외선 복사 또는 저질량 항성로부터의 유출과 같은 항성 형성으로부터의 피드백은 구름을 방해하여 수백만 년 후 성운이 파괴할 수 있습니다.
다른 성운은 거대하고 단명한 항성의 최후의 발악인, 초신성 폭발의 결과로 형성됩니다. 초신성 폭발에서 방출된 물질은 그 핵이 만들어내는 에너지와 소형 물체에 의해 이온화됩니다. 이것의 가장 좋은 예시 중 하나는 황소자리에 있는 게 성운입니다. 초신성 폭발은 1054년에 기록되어 SN 1054라고 불립니다. 폭발 후 만들어진 소형 물체는 게 성운의 중심에 있으며, 그 중심은 현재 중성자별입니다.
아직 다른 성운은 행성 성운으로 형성됩니다. 이것은 지구의 태양과 같은 저질량 항성 인생의 마지막 단계입니다. 태양 질량이 8-10개까지의 항성은 그들의 대기에서 맥박이 뛰는 동안 적색 거성으로 진화하여 외층을 서서히 잃게 됩니다. 항성이 충분한 물질을 잃었을 때, 그것의 온도는 상승하고 그것이 방출하는 자외선은 주위 성운을 이온화시킬 수 있습니다. 태양은 행성상 성운을 형성할 것이고 그것의 중심핵은 백색왜성의 형태로 남게 될 것입니다.