천문학-항성에 대해

항성(恒星)이란

별은 일반적으로 자체 빛을 방출하는 고체, 액체 또는 기체 물질로 구성된 천체입니다. 별은 중력과 열핵반응의 융합으로 탄생하며, 중심 온도는 섭씨 수백만도까지 치솟고 압력은 수백만 기압에 이릅니다. 이러한 조건에서 핵융합이 일어나 빛과 열의 형태로 엄청난 에너지를 생성합니다. 별은 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며, 이러한 물질이 높은 온도와 압력에서 플라즈마 상태로 전환되면서 핵융합 반응이 일어납니다. 이 핵융합은 태양과 같은 별의 주요 에너지원 역할을 합니다.

항성이 빛을 낼 수 있는 이유

별이 빛나는 이유는 별의 중심에서 일어나는 핵융합 반응 때문이다. 핵융합으로 생성된 에너지는 내부를 통해 방출되어 빛을 방출합니다. 우주에 있는 수소나 헬륨보다 무거운 물질의 대부분은 별 내부에서 생성됩니다. 수소, 헬륨 및 기타 무거운 원소를 포함하는 성간 구름이 붕괴되어 탄생한 별입니다. 중심부 온도가 핵융합에 도움이 되는 수준에 도달하면 수소는 핵융합 반응을 거쳐 헬륨으로 변환됩니다. 아직 헬륨으로 변환되지 않은 나머지 수소 물질은 대류와 복사 과정을 통해 핵에서 생성된 복사 에너지를 외부로 전달합니다. 별은 내부에서 외부로 가해지는 복사압과 자체 중력 사이의 균형 상태에 있습니다. 이것이 별 진화의 주계열 단계이다. 중심핵의 수소가 모두 고갈되면 태양질량의 0.4배가 넘는 중질량별은 적색거성으로 진화한다. 이것은 별이 수소 대신 핵 내부 또는 주변의 다양한 무거운 원소를 태우는 적색 왜성 단계입니다. 이 단계가 지나면 별은 퇴화되어 수명이 다하면 질량을 우주로 방출합니다. 이렇게 방출된 물질은 이전보다 중원소 농도가 높아졌습니다. 그리고 이 물질들은 다시 한번 새로운 별을 만들어내는 물질이 된다. 죽음과 함께 또 다른 탄생이 시작됩니다.

 

항성이 형성 되는 과정

별 형성은 분자 구름 내의 중력이 불안정해지면 시작됩니다. 다른 가능한 원인으로는 초신성 폭발로 인한 충격파 또는 두 은하의 충돌(폭발성 별 형성 은하라고 함)이 있습니다. 원시별 형성 과정은 지역이 청바지 불안정성 조건을 충족하면서 충분한 밀도에 도달할 때 시작됩니다. 이러한 불안정성은 중력에 의해 성간 가스가 붕괴되는 원인이 되며, 결국 자체 중력으로 인해 갇히고 더 붕괴됩니다. 별 형성은 일반적으로 분자 구름으로 알려진 광범위한 가스 및 먼지 구조 내에서 시작됩니다. 이 구름은 주로 수소, 헬륨 및 미량의 먼지로 구성됩니다. 분자 구름 내의 특정 영역은 외부 영향(예: 다른 별의 폭발 또는 충돌)으로 인해 압축됩니다. 이러한 압박은 영향을 받은 부위의 밀도와 온도를 증가시킵니다. 대부분의 별 형성은 분자 구름이라고 불리는 광범위한 가스 및 먼지 구조 내에서 시작됩니다. 이 구름은 주로 수소, 헬륨 및 미량의 먼지로 구성됩니다. 분자 구름 내의 특정 영역은 다른 별의 폭발이나 충돌과 같은 외부 요인으로 인해 압축됩니다. 이러한 압축으로 인해 해당 지역 내 밀도와 온도가 증가합니다. 핵융합과 중력의 힘이 평형을 이루면 별이 안정된 상태에 도달하여 원시별이 탄생합니다. 중력 수축 단계는 대략 1천만년에서 1천5백만년 동안 지속됩니다. 프로토스타는 태양 질량을 기준으로 더 분류됩니다. 태양 질량의 두 배 미만인 원시별은 T 타우리 별이라고 하며, 태양 질량의 두 배 이상인 원시별은 허빅 Ae/Be 별이라고 합니다. 태양과 같은 일부 별은 독립적으로 형성되는 반면, 다른 별은 함께 모여 동시에 서로 공전하는 두 개 이상의 별을 형성합니다. 바이너리는 가장 일반적인 유형의 다중성계를 나타냅니다. 그러나 3개 이상의 별로 구성된 항성계도 발견되었습니다.

항성의 종말

별의 끝은 크기와 질량에 따라 달라지며 다양한 방식으로 발생합니다. 일반적으로 세 가지 주요 최종 경로가 있습니다. 저질량 별은 주로 헬륨 핵을 축적하고 외부 가스층을 방출하여 적색 거성으로 확장됩니다. 나중에 외부 가스층이 별을 떠나면서 별은 중성 또는 백색 왜성으로 진화합니다. 작은 별들의 소멸은 비교적 꾸준한 과정을 따른다. 중간 질량 별은 헬륨 핵 합병 후 핵에서 산소와 탄소를 생성하여 외부 가스층을 분출합니다. 이로 인해 중심에 중성 또는 백색 왜성이 나타나는 행성상 성운이 형성됩니다. 더 큰 별은 진화를 거쳐 핵융합을 통해 더 무거운 원소를 합성합니다. 거대한 별은 끝점에서 초신성 폭발이 일어나 엄청난 에너지를 방출합니다. 이러한 폭발은 새로운 원소를 생성하고 막대한 양의 에너지와 물질을 주변 공간으로 분산시킵니다. 초신성 사건 이후 남은 핵은 중성자별이나 블랙홀로 변할 수 있습니다. 이러한 최종 과정은 별의 질량과 화합물 합성에 따라 달라집니다. 종말은 우주의 원소 생산과 에너지 방출에 중요한 역할을 합니다.