태양을 비롯해서 모든 별들이 만들어 지는 과정을 설명하는 이론을 성운설(nebular hypothesis)라고 합니다. 

별은 Giant Molecular Cloud에서 부터 만들어 집니다.

여기 보이는 Orion Molecular Cloud가 바로 Giant Molecular Cloud의 하나이고, 지구에서 비교적 가까와서 가장 많이 연구된 대상입니다.

그 중 한 부위에는 바로 오리온 대성운이 자리 잡고 있지요. 

따라서 오리온 대성운과 그 인근에서 새로운 별들이 생겨나는 것이 당연하다고 하겠습니다.

이런 성운들이 여러가지 이유로 작게 갈라져서 점점 수축하는 것을 Protostellar nebula라고 부릅니다. 이 안에서 장차 별이 생기는 것이지요.

그런데 이런 protostellar nebula는 먼지도 많이 포함하고 있어서 뒤에서 오는 빛을 가로 막는데, 우연히도 뒤쪽으로 밝은 성운이나 별빛이 있으면 우리 눈에 띄게 됩니다. 이런 경우를 Bok Globule이라고 부릅니다. 

위에 보이는 snake nebula(B72) 아래 보이는 진한 부위가 Barnard 68 인데, Bok Globule입니다. 

Protostellar nebula의 내부에서는 점차로 분자들이 수축하면서 protostar가 만들어 집니다.

위의 상상도 처럼 어둡게 보이는 protostellar nebula안에 protostar가 만들어 집니다.

그런데 protostellar nebula는 수축하는 과정에서 어떤 방향으로던 회전을 하게 됩니다. 

회전하는 물체는 각운동량을 갖고 있는데, 수축하더라도 각운동량은 보존됩니다. 각운동량= 질량* 반지름 * 회전속도 인데, 질량은 일정하고, 수축에 의해서 회전축으로 부터 거리(반지름)가 줄어들면 회전속도가 늘어나는 것을 말합니다.

따라서 수축을 많이 할 수록 회전속도는 점점 빨라지게 되지요. 이때 양극방향에서 중심으로 수축하는 물질은 각운동량이 거의 없으므로 그대로 중심을 향해 수축을 하지만, 적도면의 물질은 수축에 의해 반지름이 줄어들면 높아진 회전속도 때문에 원심력이 작용하여 더 이상 줄어들지 못하고 적도면에 넓은 disk를 만들게 됩니다. 

위의 그림에서 보이는 양극 방향의 물질 분출을 jet 이라고 부릅니다. 이 jet는 전체 회전계의 각운동량을 줄여주는 역할을 합니다. 만약 태양 형성 초기에 저런 jet이 없었다면, 지구는 태양 주위를 한달에 한 번씩 돌고 있을 지도 모릅니다. 

그런데, 이런 jet가 뿜어져 나와서 주변의 물질을 밝히게 되는 경우가 종종 있습니다. 이때  emission이 일어나는데 이를 Herbig-Haro object라고 부릅니다.

윗 그림처럼 Herbig-Haro object는 jet 자체가 아니라 jet에 의해 emission된 주위 물질을 말합니다.

HH-1, 2가 가장 먼저 발견되었는데, 역시 오리온 대성운 인근입니다. 열쇠구멍으로 알려진 NGC 1999 바로 옆에서 안시관측 가능합니다.

사진에서 보듯이 HH1, HH2는 하나의 별에서 부터 나오는 양방향의 jet에 의해 밝혀진 분자구름들입니다. 정작, 그 별은 먼지(protostellar nebula)에 쌓여서 보이지 않습니다. 

결국 둥글게 시작한 protostellar nebula의 아래 위 물질들이 전부 protostar로 수축하고, 적도면 disk에만 물질이 남아 있게 되면 이 때의 disk를 protoplanetary disk라고 부릅니다. 왜냐하면 이 disk에서 planet이 만들어 지기 때문이지요.

며칠 전 김태환 님이 올린 포스트에 보이는 여러개의 검은 물체들은 바로 이 protoplanetary disk단계에 있는 새로운 별들을 허블이 고해상도로 잡아낸 것이지요.

protoplanetary disk의 상상도 입니다.

아직 먼지가 많이 남아 있기 때문에 측면에서 본다면 이렇게 보입니다.

정면에서 본다면 이렇게 보입니다.

현재 지구에서 가까운 곳에서는 별이 만들어 지고 있지 않고 (다행이라고 해야죠...),

가장 가깝다는 오리온 대성운도 지구에서 1500광년쯤 떨어져 있기 때문에, 

안시로는 별이 만들어 지는 생생한 장면을 보기는 힘듭니다.

하지만, Bok globule이나, 성운 내부의 이름 없는 작은 암흑성운들이 장차 별이 만들어질 현장입니다.

또, 안시로 어렵기는 하지만 Herbig-Haro object도 흔적은 볼 수 있습니다.

여기에 약간의 상상의 나래를 펼치면, 우주공간에서 별이 만들어 지는 현장을 느껴볼 수 있습니다.

* 참고로, protoplanetary nebula는 이름은 비슷하지만, 전혀 다른 천체입니다.