* 별의 의미
별의 생애 역사 생성 과정
우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 별들은 모두 우리 은하계 내의 별들로서 천문학
용어로는 항성이라 한다. 항성은 스스로 빛을 내는 별을 말하며 태양도 이 항성 중의 하나이다. 흔히 사람들은 금성이나 수성, 목성 등도 별이라고
말하는데 이러한 것들은 스스로 빛을 내지 않으로 이러 별들은 행성이라고 한다.
* 별의 탄생
별이란 어디에서 만들어지는 것일까? 알려지기로는 은하계 내에 있는 가스나 티끌로 이루어진 거대한 성간 가스 구름에서 별들이 만들어진다고 한다. 초신성의 폭발이나 그 밖의 다른 이유로 인해 발생하는 충격파가 이러한 성간 가스에 전해지면 가스 내부에는 주위보다 밀도가 높은 곳이 생기게 된다. 그리고 밀도가 높은 곳을 중심으로 주위의 성간 가스들이 수축하게 된다. 이러한 수축 현상은 중심부의 밀도가 증가할수록 더욱 급격히 일어나게 된다. 이러한 수축의 결과로 내부의 온도는 급격히 증가하고 중심부의 온도가 1,000만도 정도 되면 드디어 수소 핵융합 반응이 일어나서 스스로 빛을 내게 된다.
우리에게 잘 알려진 오리온 대성운 내에는 트라페지움(Trapezium)이라는 별무리가 있는데 이 별들은 오리온 대성운의 가스들이 뭉쳐져서 태어나는 신생별들이다. 이 외에 잘 알려진 것으로는 장미 성운(Roseette Nebula)이 있다. 이 장미 성운의 가운데 위치한 산개 성단(NGC 2244)은 장미성운의 가스들로부터 약 3백만년 전에 탄생한 것으로 알려져 있다. 이 밖에도 프레이아데스의 메로페(Merope) 성운, NGC6530을 둘러싼 라군 성운(M8), 오메가 성운(M17)이 모두 대표적인 예 이다. 이렇게 별을 탄생시키고 남은 성운의 성간 가스들은 신생별에서 뿜어져 나오는 태양풍에 의해 우주 공간으로 흩어져서 없어지고 만다. 따라서 현재는 아름다게 보이는 장미 성운도 수백만 년이 흐른 후에는 우주 공간에서 그 모습이 사라지고 말 것이다.
* 별의 성장
별은 마치 사람처럼 태어난 후에는 성장을 하게 되고 결국에는 쇠약해지게 된다. 이것에 대해
본격적으로 알아보기 전에 별의 진화 단계를 설명하는데 많이 이용되는 H-R도에 대하여 알아보자.H-R 도의 H와 R이란 헤르츠슈프룽 (E.Hertzsprung)과 러셀(H. N.
Russell)의 이름에서 따온 것이다. 이 두 사람은 태양 주위의 별들에 대하여 가로축을 색지수(혹은 절대 온도), 세로축을 절대 광도(절대
시등급)로 표시했다. 이것을 보면 우주 공간의 별들은 모두 어느 특정한 곳에 모여 있다는 것을 알 수 있는데 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로의 대각선
영역을 주계열성 영역이라 하며 오른쪽 윗부분을 거성, 초거성 영역이라 하며 왼쪽 아래를 백색 외성 영역이라 한다. 태양의 총수명을 100억년
(일 곱하기 십의 십제곱)이라 하고 지금 나이를 45억년이라 하면 이미 태양은 영년 죽계열성의 단계에서는 벗어났다. 그러나 아직 태양은
주계열성의 단계에 있다. 주계열성이란 수소 핵융합 반응으로 에너지를 발산하는 별을 말하며 대부분 별들이 이 단계에서 일생의 80 ∼ 90%를
보내게 된다. 태양보다 2∼3배 이상 질량이 큰 별들은 태양보다 2∼3배 이상 질랴이 큰 별들은 태양보다 수소의 소모량이 훨씬 크므로 진화의
속도가 태양보다 더 빠르게 된다.
* 별의 팽창
주계열성의 단계를 지난 별들은 중심부의 수소를 모두 써 버렸기 때문에 중심부에는 수소 핵융합
반응으로 생긴 헬륨이 가득해지고 수소 핵융합은 점차 표면 쪽에서 일어나게 된다. 중심부의 헬륨은 자체의 인력으로 인해 수축하게 되고 압축된 헬륨은
핵반응을 일으키게 된다. 이때가 되면 중심부와 표면의 다른 핵반응으로 인해 별은팽창하게 되며 표면은 상대적으로 온도가 낮아져 붉은 색을 띄게
되는 이른바 적색 거성의 단계에 들어가게 된다. 태양은 앞으로 50∼60억년 후에 이러한 적색 거성이 되는데 크기가 지금의 50배 정도로 커져
현져의 지구 궤도까지 커지리라 예상된다.태양보다 질량이 큰 별들은 이 단계에서 엄청나게 커져서 초거성이 된다. 이러한 초거성은 온도와 압력이
태양의 경우보다 훨씬 높아 헬륨 핵 반응 이후, 탄소, 산소, 규소 핵융합 등의 진귀한 핵반으이 계속 일어나게 되어 서너번 이상 수축과 팽창을
거듭하는 맥동 변광성이 된다. 현재까지 알려진 최대의 항성은 케페우수VV라는 변광서으로 직경이 무려 16억Km로 태양의 약 1220배나 된다.
이 밖에도 베텔규스, 리겔, 안타레스 등이 모두 이러한 초거성에 해당된다.
* 별의 최후
별의 최후는 질량에 따라 2가지가 있다. 태양처럼 지량이 작은 별들은 반지 모양의 행성상
성운(Planetary Nebula)의로 최후를 마치고 이보다 질량이 큰 별들은 초신성(Supper Nova)의 대폭발로 최후를 마치게 된다.
질량이 작은 별들은 최후의 단계가 오면 내부는 급격히 수축하게 되고 껍질을 이루던 바깥층의 가스들은 우주 공간으로 퍼져 나가게 된다. 중심으로
수축한 별은 백색 왜성(White Dwarf)이 되고 갈력한 자외선을 내게 된다. 이 자외선이 바깥으로 날려간 가스층에 닿으면 가스는 아름다운
색을 띠게 되는데 고리 성운(M57)이 대표적인 예이다.이러한 행성상 성운 들은 둥근 테나 반지처럼 보이는데 이것은 행성상 성운이 속이 빈
공모양으로 되어 있어서 우리가 보기에는 가장자리가 더 겹쳐보이기 때문이다.이와는 달리 태양보다 질량이 큰 별들은 아주 극적인 최후를 맞이하게
된다. 이러한 별들은 초거성의 최후 단계에서 중심에서는 규소 핵융합 반응에 의한 거대한 철의 핵이 생기게 된다. 이 거대한 철의 핵은 상상할 수
없는 큰 압력을 받게 되고 결국에는 폭발하게 되고 만다. 이 엄청난 폭발은 방대한 양의 물질을 우주 공간으로 방출하게 되며 이러한 물질은 다시
다른 별의 모태가 되는 성간 물질이 되는 것이다.
별이 폭발할 때 별의 밝기도 엄청나게 밝아지는데 어떤 외계 은하에서 나타난 초신성은 그 은하내의
모든 별들을 합친 밝기보다 더 밝게 빛날 때도 있다고 한다. 초신성의 대표적인 예가 황소자리의 게성운(Crab Nebula)이다. 이 게성운의
1054년 7월 4일에 나타난 초신성의 잔해로써 그 당시 송나라의 역관이 었던 양유덕은 개봉에서 황제에게 객성의 출현을 알렸다고 한다. 이
초신성은 점점 밝아져 대낮에도 뚜였이 볼 수 있었으며 밤에는 이 별빛으로 책도 읽을 수 잇었다고 한다. 이러한 초신성은 한 은하에서 평균 백년에
한번 정도 일어 난다고 하는데 이 게성운 이후1572년 티코 브라헤가 카시오페아 자리에서 초신성을 보았으며 1604년에도 케플러가 기록한
초신성이 있다.참고로 우리가 흔히 말하는 신성이란 초신성과는 다른 것이로서 이는 어떤 연유로 밝아 졌다가 다시 원래의 밝기로 되돌아 오는 것을
말한다. 이는 별의 최후를 나타내는 것이 아니며 또 신성은 초신성에 비해 비교적 많이 관측 된다.
* 별의 최후 그리고 그 이후
태양 같은 별들은 최후에 백색 왜성이 되는데 우리에게 처음 알려진 백색 왜성은 시리우스 반성인 시리우스 B이다. 이 별은 태양의 1/36 밖에 안되는 크기지만 밀도는 태양의 27,000 배이며 표면 온도는 2000 ℃나 더 높다. 즉 별이 비정상 적으로 압축되어 있는 것이다. 현재 알려진 가장 작은 백색 왜성은 +708247이란 별로써 1㎤당 무게가 38톤이나 된다. 이러한 백색 왜성은 더욱 수축하여 최후에는 중성자로 이루어진 중성자 별이 되는데 이 별은 질량이 1 ㎤당 12억톤이나 된다. 초신성도 폭발 후에는 중심 부분이 급격히 수축하여 이러한 중성자 별을 만든다. 이러한 중성자 별은 일반적으로 매우 빨리 회전하고 있는데 이러한 빠른 회전과 이 별이 만드는 자기장에 의해 규칙적인 신호를 만들어 내게 되며 이러한 별들을 펄서(Pulsar)라 부른다. 이는 마치 우주의 등대와 같다고 할 수 있다. 그러면 이러한 중성자 별이 자체의 엄청난 중력에 의해 더욱 수축되면 무었이 될까? 일반적으로 중성자 별은 자체의 인력을 중성자들 간의 반발력으로 견뎌서 블랙홀이 되려는 수축을 막아 준다. 그러나 초신성 중에도 질량이 태양의 5배 이상 되는 별은 그러한 수축을 막을 힘이 없어 결국에는 검은 구멍, 즉 블랙홀이 되는 것이다. 이러한 블랙홀은 우주 상의 모든 것, 광선과 전파까지도 끌어들이기 때문에 아무도 직접 관측할 수 없다. 현재 블랙홀이라 예상되는 곳이 몇군데 있으며 많은 과학자들이 이에 대해 연구하고 있다.
* 혜성
＊혜성 ; 태양을 초점으로 하여 긴 타원이나 포물선 또는 포물선에 가까운 쌍곡선궤도를 운행하는 천체. 대부분은 어두워서 망원경으로만 보이는데, 가끔 밝은 것이 긴 꼬리를 끌며 갑자기 나타나는 경우에는 1∼2주일간 육안으로도 보이며 밤하늘에서 가장 눈에 띄는 천체가 된다.
* 유성(별똥별)
＊유성(별똥별) ; 밤하늘에 갑자기 꼬리를 달고 나는 것처럼 보이는 발광체. 별똥별이라고도 한다. 이것들은 태양계 내를 운동하고 있는 미소한 천체가 지구에 돌입한 뒤 상층의 대기와 충돌하여 발열해서 빛나는 것이다. 이 천체들은 모두 수십㎞/s의 속도로 태양의 둘레를 공전하고 있으며, 지구로의 돌입 방향에 따라 속도에 차이가 있지만 느린 것이라도 10㎞/s, 빠른 것은 70㎞/s 정도의 속도로 충돌해 온다.
