How big is 고리 성운?

고리 성운은 죽어 가는 별이 내뿜은 가스가 이룬 빛나는 껍질로, 거문고자리에 있으며 지구에서 약 2,600광년 떨어져 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이며, 약 9조 4600억 킬로미터이다. 성운의 밝은 고리는 지름이 약 1광년, 곧 대략 10조 킬로미터이다. 그 둘레의 훨씬 희미한 가스 헤일로는 약 3광년에 걸쳐 있다.

크기

고리 성운은 행성상 성운이다. 행성상 성운은 별의 바깥층이 생애 끝 무렵에 떨어져 나간 것이다. 모든 가스 구름이 그렇듯 단단한 경계가 없어서, 크기는 어느 부분을 재느냐에 따라 달라진다.

밝은 고리는 약간 타원형이다. 제임스 웹 우주 망원경 영상에서 고리의 바깥 가장자리는 하늘에서 긴 쪽이 약 88각초, 짧은 쪽이 약 70각초이며, 1각초는 1도의 3,600분의 1이다. 성운까지의 거리에서 이는 긴 쪽이 약 1.1광년, 짧은 쪽이 약 0.9광년에 해당한다. NASA는 이 성운을 지름 대략 1광년으로 설명한다.

각도를 길이로 바꾸려면 거리가 필요하다. 가장 좋은 측정은 가이아 우주 망원경에서 나왔다. 가이아는 중심별의 시차, 곧 지구가 태양 둘레를 도는 동안 나타나는 별 위치의 미세한 이동을 측정했다. 이에 따르면 성운은 약 2,600광년 떨어져 있으며, 오차는 약 100광년이다.

밝은 고리 바깥에는 희미한 헤일로가 있다. 이를 포함하면 성운의 너비는 약 4각분(240각초)이며, 그 거리에서는 약 3광년이다.

크기 비교

밝은 고리의 지름은 약 파섹의 3분의 1이고, 헤일로를 포함한 성운은 약 1파섹이다. 1파섹은 약 3.26광년에 해당하는 거리 단위이다.
고리의 가장 긴 너비는 4.2광년인 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리의 약 4분의 1이다.
부메랑 성운은 또 다른 죽어 가는 별이 내뿜은 가스 구름으로, 길이가 약 2광년이며 고리 성운의 밝은 고리 너비의 대략 2배이다.
고리에는 밀도가 높은 가스 덩어리가 약 2만 개 들어 있다. 전형적인 덩어리는 너비가 약 150천문단위이며, 1천문단위는 지구에서 태양까지의 평균 거리이다. 이는 해왕성 궤도 너비의 약 2.5배이다.
이 덩어리 하나를 농구공 크기로 줄인다면, 밝은 고리는 길이가 약 110미터일 것이고, 해왕성의 궤도 전체는 지름이 약 10센티미터인 원일 것이다.

고리가 만들어진 과정

중심별은 약 4,000년 전에 이 가스를 내뿜었다. 이 별은 처음에 질량이 태양의 몇 배였다. 긴 일생 동안 수소를 헬륨으로 바꾸었고, 연료가 바닥나 가자 적색거성으로 부풀어 올라 바깥층을 벗어 버렸다. 남은 부분은 작고 밀도가 높으며 매우 뜨거운 별인 백색왜성이 되어 가고 있다.

별에서 나오는 자외선이 주변 가스를 빛나게 한다. 성운은 시속 69,000킬로미터가 넘는 속도로 팽창하고 있다. 앞으로 약 1만 년 더 팽창하다가, 점차 흐려지면서 별 사이의 희박한 가스와 섞일 것이다. 질량이 더 작은 태양은 약 60억 년 뒤에 자신의 바깥층을 벗어 던질 것으로 예상되며, 그렇게 되면 더 희미하고 더 넓게 퍼진 성운이 만들어진다.

고리의 모양

고리 성운은 평평한 고리가 아니다. 찌그러진 도넛 모양이며, 지구에서는 도넛의 극 가운데 한쪽을 거의 정면으로 들여다보는 셈이다. 중심부는 비어 있지 않다. 밀도가 더 낮은 가스가 채우고 있으며, 이 가스는 지구 쪽과 그 반대쪽으로 럭비공 같은 모양으로 뻗어 있다.

웹 망원경 영상에는 고리 가장자리 조금 바깥에 간격이 고른 희미한 호가 약 10개 있는 모습도 보인다. 천문학자들은 중심별보다 작은 동반성이 중심별을 약 280년에 한 번 돌면서 이 호를 만들었다고 본다. 이 성운은 1779년 앙투안 다르키에 드 펠레푸아와 샤를 메시에가 발견했으며, 두 사람은 혜성을 쫓다가 이 성운을 우연히 마주쳤다. 이 성운은 M57과 NGC 6720으로도 알려져 있다.