안녕하세요. A.K.A JuN 티스토리 인사드립니다.
밤하늘에 반짝 반짝 빛나는 별은
보는 것만으로도 힐링이 됩니다.
하지만 많은 분들이 별이 어떻게 만들어지는지에 대해
잘 모르시는 분들이 많은데 그래서 오늘은
별 만들어지는 원리에 대해 알아보고자 합니다.
별은 우주에 있는 가스인 기체와 먼지 등의
물질들이 만유인력인 중력에 의해
서로 끌어당겨 뭉치며 만들어질 수 있습니다.
우주에는 대부분 빈 공간이지만
먼지나 가스가 분포하고 있는 부분이 있습니다.
이 먼지와 가스는 질량을 가지고 있기 때문에
서로에게 만유인력을 행사하는데
이 만유인력의 크기는 매우 작아
서로가 끌어당기는 것을
눈으로 관측할 수 없을 정도입니다.
하지만 시간이 굉장히 오래 지나고 나면
서로 이끌려 붙을 수 있습니다.
이 가스와 먼지가 뭉치고 뭉치면서 질량이 커지며
더욱 많은 먼지와 가스를 끌어들입니다.
그리고 크기가 커져 중력에 의해 자체적으로 수축하며
열을 발산하게 되는데, 이때 내부의 원자들이
핵융합 반응을 할 정도의 압력과 온도가 되면
별이 되는 것입니다.
무중력 상태에서 아무것도 생성되지 않겠지만,
앞서 말씀드린 것처럼
우주에는 먼지와 기체들이 많습니다.
이 먼지와 기체들이 시간이 지남에 따라
조금씩 모이게 된다면
비로소 의미 있는 중력이 형성될 것입니다.
이후부터는 계속해서 먼지와 기체가 계속 모이게 되고,
이 먼지와 기체가 모이려는 중력과
가스에 의한 팽창이 끈임없이 반복되면서
별이 생성되게 됩니다.
수소로 인해 생성
별은 수소를 통해서 빛을 내게 되는데
별이 생성될 때 우주의 성간물질과
먼지들이 뭉쳐서 하나의 별이 되고
별은 이때 수소가 여러 과정을 거치면서 생성되게 됩니다.
별 만들어지는 원리를 쉽게 정리하자면
별은 수소가 생김으로써
수소를 태워서 빛을내는 것입니다.
그러면 별에 저장되어있던 수소를 계속 태우니까
언젠가 수소를 다 쓰게 되는데
그러면 수소 핵융합반응이라는 것을 하게 되는데
적게 남아있는 수소와 각종 가스가 결합해서
헬륨이 만들어지게 됩니다.
별은 살기 위해서 이 헬륨이라도 태우게 되는데,
이때 태움과 동시에 별은 엄청나게 팽창하게 되고,
별의 밝기와 온도가 낮아지게 됩니다.
밝기는 노랑색에서
약간 주황색,갈색 쪽으로 변하게 되는데
이를 적색거성 이라고 합니다.
적색거성은 또 갈색 거성으로 변하고
결국 빛이 없는 떠돌이 별로 생을 마감합니다.
별과 행성이 생기는 데에는 1막 ~ 백만 년까지
걸릴 수 있을 정도로 매우 오래 걸리며,
무거울수록 수명이 짧습니다.
별은 내부의 연료를 사용함에 따라
핵융합이 바깥쪽 껍질로 옮겨가며,
압력에 의해 외부가 팽창하여 적색거성(red giant)이 됩니다.
완전한 연소가 끝나면 내부는 수축하여
백색왜성(white dwarf)이 되고,
바깥쪽은 밀려나 행성상 성운이 되는 것입니다.
태양 질량의 10배가 넘어가면
초신성이 되어 폭발하고
중심부는 중성자별 혹은 블랙홀이 됩니다.
별의 운명
별의 운명은 평균 크기 별(수소핵융합)이라면
적색 거성(헬륨행융합)을 거쳐
행성상 성운이 되며 끝으로 백색왜성이 되고,
거대한 별은 적색 초거성에서
초신성 그리고 중성자별 혹은 블랙홀이 됩니다.
여기서 초신성이란 급격히 엄청난 에너지를 내며
폭발하는 별로 수 주에서 수개월에 걸쳐
은하 전체가 내는 정도의 빛을 냅니다.
성간구름에 무거운 원소를 더하고,
별이 만들어지는 촉진제 역할을 합니다.
결국 별의 죽음 과정은
다른 별의 탄생이라고 볼 수 있습니다.
중성자별은 농구공만 한 공간에 지구 전체의
질량을 가지고 뭉쳐 있는 것으로
중성자별을 이루는 물질은 물방울 정도 크기여도
몇 톤의 무게를 가지게 되는데
중성자별보다 강한 별이 블랙홀입니다.
블랙홀은 많이 들어보셨을 겁니다.
블랙홀은 초고밀도에 의하여 생기는
중력장의 구멍으로 항성이 진화의 최종 단계에서
한없이 수축하여, 그 중심부의 밀도가
빛을 빨아들일 만큼 매우 높아지면서 생겨납니다.
블랙홀은 크기가 클수록
그 안에 들어갈 수 있는 밀도는 작아지게 됩니다.
오늘은 이렇게 별 만들어지는
원리에 대해 알아보았습니다.
알려 드린 내용이 도움이 되셨길 바랍니다.