How big is 용골자리 성운?

용골자리 성운은 남쪽 하늘의 용골자리에 있는, 빛나는 가스와 먼지로 이루어진 광대한 구름으로, 흔히 카리나 성운이라고도 부른다. 지구에서 약 7,500광년 떨어져 있으며, 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 이곳에서는 새로운 별들이 만들어지고 있으며, 알려진 가장 질량이 큰 별들 중 일부도 함께 있다. 빛나는 가스는 어느 정도로 희미한 빛까지 포함하느냐에 따라 약 390~650광년에 걸쳐 있다.

크기

이 성운은 가장자리에서 서서히 희미해지므로 발표된 크기가 크게 다르다. 유럽남방천문대(ESO)는 약 100광년에 걸쳐 있다고 설명하고, NASA는 약 300광년으로 제시한다. 희미한 바깥쪽 가스까지 포함한 측정에서는 더 큰 값이 나온다.

희미한 부분까지 담은 영상에는 하늘에서 3도가 넘게 걸쳐 있는 빛나는 가스의 필라멘트와 거품이 보인다. 이는 120파섹이 넘으며, 파섹은 약 3.26광년이므로 390광년이 넘는다. 우리 은하와 인근 은하에 있는 거대한 빛나는 가스 구름을 비교한 자료는 이 성운이 약 200파섹, 즉 650광년에 걸쳐 있는 것으로 기재하고 있다. 이 값은 불확실한 것으로 표시되어 있다.

위에 표시된 크기 4.4엑사미터는 4.4 × 10¹⁸미터이며, 10¹⁸은 1 뒤에 0이 18개 붙은 수이다. 이는 약 465광년으로, 측정된 범위 안에 든다. 이 성운까지의 거리는 약 2% 이내의 오차로 알려져 있다. 천문학자들은 이 거리를 주로 호문쿨루스 성운으로부터 알아냈다. 호문쿨루스 성운은 성운 중심부 근처에 있는 에타 카리나이 별에서 팽창하는 가스 구름이며, 이 구름이 하늘에서 커지는 속도와 구름 속 가스가 움직이는 속도를 비교하는 방법이 쓰였다.

크기 비교

지구에서 보면 이 성운의 희미한 바깥쪽 가스는 보름달 지름의 5배가 넘게 걸쳐 있다.
2026년 현재 우리 은하에서 알려진 가장 질량이 큰 구상성단인 센타우루스자리 오메가는 밝은 본체의 지름이 150~190광년으로, 카리나 성운의 빛나는 가스 너비의 절반에 못 미친다.
성운 안에 있는 가스와 먼지 기둥인 “신비의 산”은 높이가 3광년이다. 이 기둥을 키가 1.7미터인 사람 크기로 줄인다면, 성운 전체는 너비가 약 220~370미터일 것이다.
이 성운은 너비가 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리의 약 90~150배이며, 프록시마 센타우리는 태양에서 가장 가까운 별이다.

에타 카리나이

에타 카리나이는 적어도 두 개의 별로 이루어진 계이다. 더 큰 별은 질량이 태양의 약 100배이고, 내는 빛의 양은 태양의 약 500만 배이다. 1840년대에 갑자기 밝아져 몇 년 동안 밤하늘에서 두 번째로 밝은 별이 되었다가, 1870년대에는 눈에 보이지 않게 되었다. 이 분출 동안 태양 질량의 10배가 넘는 가스를 내던졌고, 이 가스가 호문쿨루스 성운을 이루었다.

이만큼 질량이 큰 별은 약 300만 년밖에 살지 못하고, 그 뒤 질량이 큰 별의 폭발인 초신성으로 생을 마친다. 에타 카리나이는 천문학적 기준으로 보면 머지않아 폭발할 가능성이 크다. 카리나 성운에서는 앞으로 100만~200만 년 안에 초신성이 여러 차례 일어날 것으로 예상된다.

질량이 큰 별의 요람

이 성운은 가장 뜨겁고 질량이 큰 별들이 내는 자외선 때문에 빛난다. 오늘날에는 주로 O형이라 불리는 종류의 매우 뜨거운 별 65개가 성운을 밝히고 있다. 성운의 역사 대부분 동안 이곳의 별들은 수소를 빛나게 하는 자외선을 오리온 성운의 별들이 내는 양의 약 150배나 내뿜었다.

이 복사는 별에서 나오는 바람과 함께 주변의 차가운 가스 구름을 짓누르고 있다. 그 때문에 성운 가장자리 둘레에서 새로운 별이 만들어지기 시작하는 한편, 같은 복사가 별이 생겨나는 구름을 증발시킨다. 니콜라 루이 드 라카유는 1752년에 희망봉에서 이 성운을 발견했다.