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.

출처

The Ant Nebula (Menzel 3): Fiery Lobes Protrude From Dying, Sun-like Star. NASA.
Menzel 3: Dissecting the ant. Santander-García et al., Astronomy & Astrophysics, 2004.
Herschel Planetary Nebula Survey (HerPlaNS): Hydrogen Recombination Laser Lines in Mz 3. Aleman et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2018.
A morpho-kinematic and spectroscopic study of the bipolar nebulae: M 2-9, Mz 3, and Hen 2-104. Clyne et al., Astronomy & Astrophysics, 2015.
Hubble Catches Scattered Light from the Boomerang Nebula. NASA, 2005.
Webb captures detailed beauty of Ring Nebula in high definition. ESA/Webb, 2023.
Measuring the Universe. International Astronomical Union.
The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
Proxima's orbit around Alpha Centauri. Kervella et al., Astronomy & Astrophysics, 2017.
Neptune Fact Sheet. NASA, 2024.
Moon Fact Sheet. NASA, 2024.

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