별의 생성, 진화 그리고 소멸

별의 생성, 진화, 소멸

별의 일생은 짧게는 1,000만년, 길게는 100억년 이상으로 인간의 생애에 비해 매우 길다.그러나 인간이 탄생하여 성장하고 죽음을 맞이하는 것처럼 별도 생성되어 진화를 거쳐 소멸을 맞이하는 비슷한 일대기를 갖는다.

별은 90%의 가스와 약10%의 티끌이 흩어져 있는 영하 약 250도의 차가운 먼지구름(성운,밀집한 성간 물질의 집단), 그중에서도 성간물질이 밀집한 암흑성운에서 별이 생성된다<그림3>.

성운 중에서도 전기적 극성을 지닌 티끌은 서로 결합하여 점점 그 크기가 커지고, 물질들 사이에는 서로 끌어당기는 만유인력이 작용하여 원시성운은 점차 수축하여 중력수축과 중력붕괴를 일으킨다 .이때 중심부에서는 수소 핵융합 반응이 일어나고 이 과정에서 줄어든 질량은 복사 에너지로 바뀌어 빛으로 방출되면서 별로 생성된다<그림4-1, 4-2>.

별은 거대한 원시성운으로부터 적게는 수십 개에서 많게는 수백만 개의 집단으로 거의 동시에 생성된다. 이런 별의 집단을 성단이라 한다. 한 성단 내에는 질량이 태양의 0.1배인 작은 별부터 질량이 태양의 100배 이상 되는 무거운 별에 이르기까지 별의 질량이 매우 다양하다. 별의 진화에 들어서면서 생성과정에서 있었던 수소 핵용합 반응이 사라지게 되고 별의 장년기인 주계열성1)으로 진입하게 된다. 중심부의 수소는 모두 타버리고 헬륨이 쌓이면서 바깥부분이 밝아지고 부풀어지면서 노년기로 진입하게 되고.이 별은 곧 초거성2)이 된다<그림5>.

별의 소멸을 결정짓는 것은 별의 질량이다. 별의 질량이 작을수록 양식의 소모가 느려져 일생도 길어진다. 하지만 질량이 클수록 양식의 소모는 빨라져 일생도 짧아지게 된다. 질량이 작은 별의 경우, 백색왜성3)과 같은 외소한 천체로 일생을 마치게 되고, 질량이 큰 별(질량이 태양의 6～8배 이상)은 중심부에서 원자핵반응이 일어나 폭발과 함께 찌그러져 그 반동으로 별 전체가 날아가버린다<그림6,7>. 이런 갑작스런 소멸현상을 초신성4)폭발 이라고 한다<그림7>.

그 후 중심부의 물질은 내부로 짜부라져 중성자별5)로 남게 되거나 성간을 떠도는 다른 무거운 질량의 별에서 방출된 물질과 결합하여 거대한 성운을 이루고 여기서 또 다시 별이 생성된다<그림8,4-1,4-2>.

한편 질량이 태양보다 10배 이상인 별들은 폭발로 중심부의 물질이 짜부라진 후에도 그 중력을 이기지 못하고 더욱 수축하여 부피가 없어지고 밀도는 무한대가 되어 빛 조차 빠져나오지 못하는 블랙홀6)이 된다<그림10,11>.

인간은 정자와 난자가 자궁 속에서 만나 자궁 내의 일정한 온도 아래, 외부로부터 영향을 받지 않는 안전한 고립상태에서 만들어진다. 인간의 탄생은 안정된 조건에서 일어나지만 별의 탄생은 열악하고 불안정한 조건에서 일어난다. 하지만 탄생 후의 진화하는 모습을 보면 별은 안정적으로 살아가지만 인간은 불안정적으로 많은 혼란과 고통에 부딪히며 살아간다. 별은 평생 먹을 양식을 갖고 탄생하여 자연의 섭리에 순응하며 살아가지만 아무것도 갖지 않고 태어난 인간은 양식을 구하는 과정에서 욕심이 생겨 자연의 섭리에 순응하지 않기 때문에 항상 고통을 받으며 살아가는 것이다. 인간의 일생은 궁극적으로 양식을 구하는 과정이다. 인간이 별처럼 살려면 가능한 양식을 적게 구 하려는 노력을 해야 한다. 그러면 그 과정에서 생기는 욕심과 시기심도 많이 줄어들 것이다.

1)주계열성(主系列星,main sequence)- 주계열에 속하는 별.지름과 질량이 태양과 비슷한 왜성(矮星)으로, 별의 중심부에서 일어나는 수소 핵융합 반응으로 빛을 내며, 질량이 클수록 표면 온도가 높고 더 밝아진다.(출처-네이버 국어사전)

2)초거성(超巨星,supergiantstar)-반지름이 태양의 100배 이상이 되는,진화 후기 단계의 커다란 항성(恒星).절대 광도가 매우 높아서 태양의 수만 배에 이르며, 스펙트럼에는 특징이 있고 흡수선이 매우 미세하다.항성 진화의 마지막 단계로 수명이 짧아 수백만 년에 불과하다.(출처-네이버 국어사전)

3)백색왜성(白色矮星,whitedwarf)-항성진화의 마지막 단계에서 표면층 물질을 행성상성운으로 방출한 뒤, 남은 물질들이 축퇴하여 형성된 청백색의 별이다.질량은 태 양의 1.4배 이하,크기는 평균 지구정도이며, 핵융합반응 없이,천천히 식다가 빛을 내지 못하는 암체로 일생이 끝난다.큰 거성과 쌍성을 이룰 경우,거성으로부터 물질이 유입되어 초신성 폭발을 일으키게 된다.(출처-네이버 백과사전)

4)초신성(超新星,supernova)- 항성진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 생기는 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하여 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 현상을 말한다.별의 일생 가운데 갑작스런 죽음의 단계를 일컫는 초신성은 별의 형성,은하의 형성, 더 나아가 우주형성 과정의 실마리를 제공하는 '탄 생의 비밀','진화의 비밀'을 간직하고 있다.(출처-네이버 백과사전)

5)중성자별(中性子─,neutron star)- 주로 중성자로 이루어졌다고 생각되는,밀도 가 아주 높고 작은 천체.반지름은 5~10km이고,질량은 태양의 0.2~0.7배이며,중심 밀 도는 약 1015g/㎤이다.(출처-네이버 국어사전)

6)블랙홀(blackhole)-일반상대성이론에서 예측된 천체로 별이 폭발할 때 반지름이 슈바르츠실트의 반지름 이하로 극단적인 수축을 일으킬 때 밀도가 매우 증가하여 중력이 굉장히 커진 천체를 말한다.이때 중력을 벗어날 때 필요한 탈출속력은 빛의 속력보다 커서 빛도 빠져나오지 못한다.반면 우주가 대폭발로 창조일 때 물질이 덩어리로 뭉쳐서 블랙홀이 무수히 생겼다는 설도 있다.(출처-네이버 백과사전)