How big is 개미 성운?

개미 성운은 죽어 가는 별이 내뿜은 빛나는 가스 구름으로, 남쪽 하늘의 직각자자리에 있다. 지상 망원경으로 보면 개미의 머리와 몸통처럼 보인다. NASA는 이 성운의 길이를 약 1.6광년, 즉 15조 킬로미터로 추정하며, 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 지구에서 성운까지의 거리가 불확실하므로 실제 길이도 불확실하다.

크기

하늘에서 이 성운 전체의 길이는 대략 1각분이며, 1각분은 1도의 60분의 1이다. 가장 밝은 부분은 중심별 양쪽에 하나씩 있는 거품 모양 로브 한 쌍으로, 개미의 몸통을 이룬다. 로브는 별에서 양쪽으로 각각 약 15각초, 즉 1각분의 4분의 1만큼 뻗어 있어서, 둘을 합치면 성운 전체 길이의 약 절반이다. 더 흐릿한 가스 기둥과 줄무늬는 그보다 더 멀리까지 뻗어 있다.

그 각도를 길이로 바꾸려면 성운까지의 거리가 필요한데, 이 거리는 측정하기 어렵다. 발표된 추정값은 약 3,300~8,800광년 범위이다. 이 거리에서 1각분은 약 1~2.6광년에 해당하며, NASA의 추정값인 1.6광년은 이 범위 안에 든다.

크기 비교

마찬가지로 죽어 가는 별을 둘러싼 모래시계 모양 구름인 부메랑 성운은 길이가 약 2광년이다. NASA의 추정으로는 개미 성운이 그 길이의 약 5분의 4이다.
NASA의 추정값은 약 3.26광년에 해당하는 거리 단위인 파섹의 약 절반이다.
이 성운의 길이는 4.2광년인 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리의 3분의 1을 조금 넘는다.
개미 성운을 키가 1.7미터인 사람의 키로 줄인다면, 해왕성의 궤도 전체는 지름이 약 1밀리미터일 것이다.

네 갈래의 분출

2004년에 허블 우주망원경과 대형 지상 망원경으로 수행한 정밀 연구에서, 별에서 흘러나오는 서로 다른 가스 흐름이 적어도 네 개 확인되었다. 밝은 거품 모양 로브, 좁은 기둥 두 개, 희미한 광선으로 이루어진 원뿔, 그리고 매우 어둡고 납작한 고리이다. 연구진은 이 고리에 차크람이라는 이름을 붙였는데, 차크람은 인도의 고대 원반 모양 투척 무기이다.

각 부분이 움직이는 속도는 별이 이들을 일련의 분출로 내보냈음을 시사한다. 희미한 광선이 가장 먼저, 적어도 약 1,500년 전에 나왔고, 밝은 로브가 가장 나중에 나왔다. 성운의 긴 축을 따라 흘러나오는 가스는 초속 약 500킬로미터에 이른다. 이 속도라면 지구에서 달까지의 거리를 약 13분 만에 건널 수 있다.

수수께끼 같은 별

천문학자들은 개미 성운이 어떤 종류의 천체인지를 두고 아직 의견이 일치하지 않는다. 행성상 성운, 즉 죽어 가는 별이 남기는 빛나는 가스 껍질로 분류되어 왔고, 쌍성의 한 종류로 분류되기도 했다. 납작한 먼지 원반이 중심별을 가리고 있으며, 그 별은 두 별의 쌍일 수 있다.

죽어 가는 별 가까이에 있는 동반성이 흘러나오는 가스를 끌어당겨 두 개의 로브로 만듦으로써 성운의 모양을 설명할 수도 있다. 회전하는 별 때문에 꼬인 자기장도 또 다른 가능한 설명이다.

2018년에 유럽 우주국(ESA)의 허셜 우주 망원경을 이용한 천문학자들은 중심부의 수소 기체가 자체 빛의 일부를 증폭한다는 것을 알아냈다. 이는 레이저가 쓰는 것과 같은 과정이다. 1922년에 이 성운을 발견한 천문학자 D. H. 멘젤은 이런 증폭이 일어날 수 있다고 가장 먼저 제안한 과학자 중 한 사람이었다. 이 성운은 멘젤의 이름을 따서 멘젤 3이라고도 불린다.