성운(星雲)은 성간 물질과 수소로 이루어진 구름입니다. 이 구름은 서양에서는 네발류라고 불리며, 구름을 의미하는 라틴어(nebula)에서 유래되었습니다.
성운은 우주에서 매우 아름다운 현상으로 알려져 있습니다. 그중에서도 특히 허블 우주 망원경으로 찍힌 사진들은 많은 이들의 관심을 끌고 있습니다. 성운은 우주의 이론과 현상을 연구하는 데 많은 도움을 주는 중요한 대상 중 하나입니다.
성운은 우주에서의 별 탄생과 진화, 그리고 우주의 환경 변화를 이해하는 데 도움을 줍니다. 또한 성운은 새로운 별들이 형성되는 곳이기도 합니다. 따라서 성운을 연구함으로써 우리는 우주의 진화와 우주에서의 생명의 기원에 대해 더 많은 통찰력을 얻을 수 있습니다.
성운은 성간물질의 중력 수축으로 형성되는데, 이때 무거운 별들이 중심에 형성될 것으로 예상됩니다. 성운은 가스의 자외선 복사로 인해 주변 가스가 이온화되고 플라스마가 형성되며, 광학 파장의 가시광선으로 나타납니다. 장미성운이나 펠리컨 성운과 같은 성운은 이러한 현상의 예입니다. 성운의 크기는 초기 가스 구름의 크기에 따라 다양하게 변하며, 형성되는 별의 개수도 다양합니다. 이러한 성운은 젊고 느슨한 별들이 생성되는 지경에 자리 잡고 있습니다.
성운은 별들의 죽음으로 인해 형성되는데, 이는 무겁고 짧은 일생을 가진 별들의 초신성 폭발로 인해 발생합니다. 초신성 폭발로부터 나온 이온화된 물질들이 성운으로 퍼져나가게 됩니다. 황소자리의 게성운은 이러한 성운의 가장 좋은 예입니다. 이 성운은 1054년에 발견되었으며, 폭발하는 동안 생성된 중성자별이 성운의 중심에 존재합니다.
확산 성운은 대부분 팽창하고 경계가 뚜렷하지 않은 성운으로 알려져 있습니다. 이 성운은 발광성운, 반사성운, 암흑성운으로 분류됩니다. 발광성운은 이온화된 가스를 포함하고 방출스펙트럼을 만들어 냅니다. 이에 반해 반사성운은 스스로 빛을 내지 않고 주변 별들로부터 빛을 반사합니다. 암흑성운은 성운 자체의 방출 또는 반사 빛이 보이지 않고 검은 구름으로 보입니다. 또한, 성운은 광학 파장에서 다른 모습을 보이는데 자외선 파장의 방출에 밝은 광원으로 보입니다. 이러한 방출은 성운 안의 먼지로부터 옵니다.
원시 행성상 성운은 별이 빠르게 항성 진화를 하는 동안에 만기 접근 거성 부류 상태와 행성상 성운 상태 다음에 오는 사건 사이의 짧은 생애 상태의 천문학적인 물체입니다. 이 성운은 강한 자외선을 방출하는 반사 성운으로, 중심별의 온도에 따라 원시 행성상 성운이 행성상 성운으로 변화합니다.
행성상 성운은 백색왜성으로 진화할 때 형성되는 성운입니다. 작은 질량의 별들이 접근 거성 부류의 별로부터 가스로 이루어진 껍질을 방출하여 형성됩니다. 이들 성운은 방출 성운과 비슷한 스펙트럼 방출을 하며, 대부분의 수소가 이온화되어 있기 때문에 HⅡ지역의 한 유형이라고 할 수 있습니다. 그러나 행성상 성운은 별 탄생 지역 안의 방출 성운보다 더 밀집되어 있고 더 빽빽하게 분포되어 있습니다. 처음 관측한 천문학자들은 이 물체를 보고 행성의 원반과 비슷하게 생긴 성운 물체라고 생각했지만, 실제로는 행성과는 연관이 없는 것으로 밝혀졌습니다.
초신성은 대량의 별이 생애의 마지막에 도달했을 때 발생하는 현상입니다. 별의 핵에서 핵융합이 멈추고 내부로 수축하면서 가스는 내부로 떨어지거나 핵에서 바깥으로 팽창하면서 매우 뜨거워집니다. 이에 따라 별이 폭발하게 됩니다.
초신성 폭발로 인해 특별한 성운인 초신성 잔해가 형성됩니다. 이 성운은 이온화된 가스로부터 광학적인 빛과 X선이 방출되지만, 전파 방출로 인해 많은 양의 비 열적 방출이 일어납니다. 이러한 방출은 자기장 안에서 높은 속도로 진동하는 전자로부터 발생합니다.
발광성운은 주변 별들로부터 오는 자외선에 의해 수소 원자들이 재결합하여 방출선을 내면서 붉게 빛나는 성운입니다. 이러한 성운은 발광성운이라고도 불립니다.
가장 대표적인 발광성운 목록은 샤플리스 목록으로, 약 310개의 발광성운이 수록되어 있습니다. 이러한 발광성운은 대중적으로 많이 알려져 있습니다.
암흑성운은 스스로 빛나지 않지만, 관측자의 입장에서는 성운의 배경으로부터 오는 빛을 가려서 보이게 됩니다. 이 성운은 성간물질의 그림자와 비슷하게 보이며, 이름 그대로 검게 보입니다. 별들이 있어야 할 곳에는 아무것도 보이지 않거나, 발광 성운의 빛을 차단하여 그 모습을 드러냅니다. 암흑성운 목록 중에서 가장 유명한 목록은 바너드 목록과 LDN(리드의 암흑성운 목록)입니다. 대부분의 암흑 성운들은 이 목록에 포함되어 있다고 볼 수 있습니다.
암흑성운은 전리 수소 영역에서 발견되는 보크 구상체의 일종입니다. 이러한 성운은 우주에 대한 우리의 이해를 높이는 데 도움이 됩니다. 암흑성운은 우주의 아름다움과 신비로움을 보여주는 중요한 요소입니다.
반사성운은 주변 별빛을 산란시켜 빛나는 특이한 성운입니다. 대부분은 푸른색으로 빛나지만, 때로는 붉게 보일 수도 있습니다. 이는 산란이 짧은 파장의 빛일수록 더 많이 일어나기 때문입니다. 그러나 반사성운 주위의 별이 붉은 별이라면 붉은 반사성운도 가능합니다.
반사성운의 빛은 산란한 빛이기 때문에 부분적으로 선형 편광되어 있습니다. 변광성운은 항성의 밝기 변화로 인해 밝기와 모양이 변하는 반사성운을 말합니다.
DVB 목록은 대표적인 반사성운 목록 중 하나로, 대부분의 관측 가능한 반사성운들이 이 목록에 포함되어 있습니다. 이 목록을 통해 반사성운들을 살펴볼 수 있습니다.
볼프-레이에 성운은 아주 무거운 질량을 가진 별의 최종 진화 단계입니다. 이 별은 강력한 항성풍으로 외피를 날려 보내 내핵이 드러난 상태로 매우 불안정합니다. 이러한 과정에서 막대한 양의 가스가 주변으로 흩뿌려져 성운이 형성됩니다. 이 성운은 폭발적이고 복잡한 구조를 가지며, 밝은 별이 한 가운데에 존재하여서 활동적입니다. 볼프-레이에 성운은 태양이 잃는 질량의 10억 배에 달하는 양의 질량을 항성풍으로 잃기 때문에 성운이 형성되는 것입니다.
성운은 항성계와 행성계의 발달에 중요한 역할을 합니다. 별이 일생 핵융합한 무거운 원소들을 주변에 흩뿌리고, 가벼운 원소들은 다시 별의 재료로 활용되어 새로운 별이 탄생합니다. 태양계도 이러한 성간 물질에서 비롯된 것으로 보입니다. 사실상 여러분과 주변을 이루는 수소를 제외한 모든 물질은 수십억년 전에 폭발하거나 백색왜성으로 변해 사라진 항성 내부에서 핵융합으로 생긴 물질로 이루어져 있습니다.
성운은 우리가 태양과 같은 별들이 탄생하고 발전하는 과정을 이해하는 데에 큰 도움을 줍니다. 이러한 연구를 통해 우리는 우주의 탄생과 진화에 대해 더 많은 통찰력을 얻을 수 있습니다. 성운은 또한 우리가 존재하는 물질의 기원과 구성을 이해하는 데에도 중요한 역할을 합니다.