How big is 부메랑 성운?

부메랑 성운은 죽어 가는 별이 날려 보낸 기체와 먼지 구름으로, 지구에서 약 5,000광년 떨어진 센타우루스자리에 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이며, 약 9조 4600억 킬로미터이다. 이 성운의 두 로브는 끝에서 끝까지 약 2광년, 즉 19조 킬로미터에 걸쳐 있다. 2026년 현재 이 성운은 우주에서 알려진 가장 차가운 자연 천체이다.

크기

허블 우주 망원경으로 보면 이 성운에는 중심별을 사이에 두고 서로 반대편에 거의 닮은 로브 두 개가 있어, 모래시계 모양을 이룬다. NASA는 각 로브의 길이가 1광년에 가깝다고 추정했으며, 이에 따르면 성운 전체의 길이는 약 2광년이다.

이 수치는 성운까지의 거리에 달려 있는데, 이 거리는 확실하지 않다. NASA는 약 5,000광년을 제시하고, ALMA 전파 천문대로 이 성운을 연구한 팀도 약 4,900광년으로 비슷한 값을 쓴다. 이 연구팀은 성운이 약 13,000광년보다 멀리 있을 수는 없다고 계산하기도 했다. 거리가 5,000광년보다 멀다면 성운도 그만큼 더 크다.

눈에 보이는 로브는 성운의 일부일 뿐이다. ALMA 관측은 별에서 흘러나오는 매우 차가운 기체를 적어도 120,000천문단위까지 추적했다. 1천문단위(au)는 지구에서 태양까지의 평균 거리이다. 이에 따라 이 차가운 분출물은 너비가 적어도 3.8광년이며, 눈에 보이는 성운 길이의 2배에 가깝다. 로브는 이 분출물 가운데 중심에서 새어 나온 별빛을 받아 빛나는 부분이라고 천문학자들은 생각한다.

크기 비교

이 성운의 길이는 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리인 4.2광년의 약 절반이다.
파섹은 약 3.26광년에 해당하는 거리 단위로, 성운 길이의 약 1.6배이다.
먼지와 기체로 이루어진 조밀한 띠가 별의 가운데를 둘러싸고 있다. 이 띠는 지름이 약 1,740au로, 해왕성 궤도 지름의 약 29배이다.
해왕성의 궤도 전체를 농구공 크기로 줄인다면, 이 먼지 띠는 지름이 약 7미터이고 눈에 보이는 성운은 길이가 약 500미터일 것이다.

알려진 가장 차가운 곳

1995년에 이루어진 전파 측정은 이 성운의 기체가 겨우 약 1켈빈, 즉 절대 영도보다 1도 높은 온도임을 보여 주었다. 이는 섭씨 약 −272도이다. 이 기체는 우주 마이크로파 배경보다도 차갑다. 우주 마이크로파 배경은 우주에서 가장 오래된 빛으로, 하늘 전체에서 지구에 도달하며 약 2.7켈빈이다.

이 기체는 매우 빠르게 팽창하면서 식었다. 기체는 별에서 초속 약 164킬로미터(시속 590,000킬로미터)의 속도로 멀어진다. ALMA 관측에 따르면 이 차가운 분출물에는 태양 질량의 적어도 3.3배에 해당하는 질량이 들어 있다.

죽어 가는 별

부메랑 성운은 원시 행성상 성운이다. 원시 행성상 성운은 늙어 부푼 적색거성과 행성상 성운 사이의 짧은 단계로, 약 1,000년 동안 이어진다. 행성상 성운은 죽어 가는 별이 남기는 빛나는 기체 껍질이다. 이 성운을 이루는 기체는 적색거성의 바깥층이다.

이 별은 질량을 유난히 빠르게 잃었다. ALMA로 이 별을 연구한 천문학자들은 짝별이 적색거성 안으로 나선을 그리며 들어가 적색거성의 중심핵과 합쳐지면서 바깥층을 날려 보냈다고 주장한다. 키스 테일러와 마이크 스캐럿은 1980년에 호주의 대형 망원경으로 본 모양을 따라 이 성운의 이름을 지었다.