별의 진화에 가장 중요한 요인은 무엇인가

 별들의 처음 질량, 다시 말해 별이 태어났을 때의 질량이 단연코 별의 진화(즉 별이 늙어가는 과정)에 영향을 끼치는 가장 중요한 요소다. 매우 일반적으로 말하면 별들은 초소질량(태양 질량의 약 0.01배까지), 소질량(태양 질량의 0.1배), 중간질량(태양 질량의 약 1배), 대량(태양 질량의 10배), 초대질량(태양 질량의 약 100배까지)이라는 다섯 가지 질량 범주로 구분된다. 각 범주에 속하는 별들은 별의 생성에서부터 죽음에 이르기까지 비슷한 경로를 따른다. 태양은 정의에 따라 1 태양 질량을 가지므로, 중간질량의 별에 속한다.

 

1.별의 진화

1. 별의 진화란

 별의 진화란 별이 나이 먹는 과정을 기술하는 용어이다. 별의 진화이론은 넓고 복잡하며 천문학에서 가장 중요한 개념 중 하나이다. 이는 인간이 나이를 먹는 것을 연구하는 것과 매우 흡사하다. 우리는 태어나고, 미성숙한 단계를 지나며, 오랜 기간 동안 성숙 단계를 거치고, 성숙 단계를 지나 죽을 때까지 변화를 겪는다.

 

2. 주계열성이란 무엇인가

'주계열성'이란 별의 생애에서 현재 주된 성숙 단계에 있는 별들을 의미한다. 주계열성은 수소를 헬륨으로 바꾸는 중이며 평형 상태에 있다.

 

3. 주계열이 아닌 별도 있나?

 물론 있다. 대부분의 별들이 별의 일생에서 가장 긴 평형 기간인 주계열에 속해 있지만, 소수에 속하는 일부별들은 그렇지 않다. 이들은 주계열 전 단계에 있거나 '아기' 별 또는 주계열 단계가 지났거나 나이가 많은 별들이다. 별들이 존재하는 동안 계속 변하면서 나이를 먹는다.

 

2. 주계열이라는 이름은 어떻게 붙여졌는가?

주계열은 헤르츠스프룽-러셀 도표라고 불리는 천체 진단 도구의 가장 두드러진 특성이다. 천문학자들이 별들의 분포를 연구할 때, 각 별들의 밝기(혹은 플럭스)와 온도(혹은 색깔)를 측정하고 그 결과를 도표로 나타낸다. 아이나르 헤르츠스프룽과 헨리 노리스 러셀은 이런 종류의 도표를 처음으로 만들었는데 대부분의 별들이 이 도표상에서 좁은 대각선 지역-'주계열'에 위치해 있었다.

 

1. 색-등급 도표란 무엇인가?

 색-등급 도표는 헤르츠스프룽-러셀 도표의 한 종류로서 별들의 겉보기 밝기를 수직축으로 하고, 별의 색깔을 수평축으로 하여 그린 도표다. 이 도표는 성단 단위의 별들을 연구하는 데 특히 도움을 준다.

 

2. 티 타우리 별이란 무엇인가?

 티 타우리 별은 이 유형의 천체로 처음 발견된 별의 이름을 딴 것이다. 이 별은 중간 질량의 별로, 너무 어리기 때문에 별의 중심핵에서 아직 핵융합이 시작도 되지 않았거나 일어난 지 얼마 안 되었을 가능성이 높다. 중심핵 주변의 물질들은 아직 평형 상태에 다다르지 않았으며, 많은 물질들이 여전히 핵의 중심으로 모여들고 있다. 그동안 이런 내부로 모여드는 물질들로 인해 중심 바깥 부분에서부터 강한 항성풍의 형태로 엄청난 에너지가 생겨난다. 이런 항성풍들이 일으키는 가스와 먼지 소용돌이로 인해, 별의 중심이 시야에서 가려져 제대로 관찰하기 어렵다.

 

3. 볼프⦁레예 별이란 무엇일까

 볼프⦁레예 별은 처음으로 이 유형의 천체를 발견한 두 명의 천문학자의 이름을 딴 것으로, 매우 젋고 질량이 큰 별이다. 이는 주계열성과 거의 비슷하지만 아직 어리기 때문에 정적 평형 상태에 도달하지 않은 별로, 매우 강한 항성풍이 표면에 몰아쳐 거친 흐름과 활동적인 환경이 형성된다.

 

원시 천체

4. 원시별이란 무엇인가?

 원시별은 주계열상에 도달하지 않은 별이다. 다른 말로 '아기별' 이라고도 하는데, 티 타우리 별은 원시별의 한 예라고 할 수 있다.

5. 초소질량 별은 어떻게 진화하는가?

 질량이 매우 작은 별들은 갈색 왜성이라 불린다. 이 별들은 거의 똑같은 형태로 태어나서 살다가 죽는다. 전형적인 갈색 왜성은 태양 질량의 1/100 정도의 질량을 갖고, 태양의 100만분의 1의 밝기를 갖기 때문에 어둡기는 하지만 100조 년 이상 빛난다.

6. 별의 초기 질량과 크기, 나이, 밝기는 어떤 관계가 있는가

 별의 삶의 대부분은 주계열상에서 보낸다. 별은 초기 질량이 클수록 주계열상에서의 밝기가 더 밝고 더 뜨겁고 푸른색을 띤다. 별의 지름도 질량에 비례해 더 커지지만, 주계열상의 수명은 더 짧아진다.

 

7. 원시 행성 원반이란 무엇인가?

 별이 중심핵에서 지속된 핵융합을 시작하면, 별의 항성풍은 별을 둘러 싸고있는 먼지와 가스 그리고 다른 잔해들을 치워나가기 시작한다. 그러나 이런 잔해들의 일부는 얇고 소용돌이치는 원반의 형성하여 새로 태어난 별 주변을 돈다. 이러한 구조를 원시 행성 원반이라고 한다. 이런 이름이 붙은 것은 이곳이 항성계 안의 행성들의 재료가 되는 물질이 모여 있을 뿐 아니라 행성 자체가 태어날 수도 있는 곳이기 때문이다.

 

 

 

3. 초신성 잔해란 무엇인가?

초신성 잔해는 빛나는 방출 성운으로, 초신성 폭발 이후에 남은 별의 잔해이다. 이 잔해는 폭발로 흩어진 질량이 큰 별을 이루고 있던 플라스마이다. 폭발 초기에 잔해는 시속 1.6억 km에 달하는 속도로 우주로 흩어졌다. 그리고 시간이 지나면서 잔해 속의 높은 에너지 가스들이 밝은 필라멘트 형태를 형성한다. 이 가스에는 무거운 원소들이 매우 풍부한데, 그것은 별의 일생의 마지막 단계에서 일어난 핵융합의 산물이다. 이 원소들에는 칼슘, 철을 비롯하여 은과 금도 포함되어 있다. 이들이 뭉쳐 성간 물질이 되고 나중에 다음 세대의 별과 행성들을 이루는 재료가 된다. 초신성 잔해의 좋은 예는 겨울밤에 볼 수 있는 황소자리의 게성운이다.