항성진화: 항성의 생애주기

 

 

 

성운의 형성: 별들의 탄생지

별들은 성운으로 알려진 거대한 가스와 먼지 구름 속에서 생활을 시작합니다. 이 별들의 보육원들은 주로 수소와 미량의 다른 원소들과 먼지 입자들로 구성되어 있습니다. 이 성운들 내에서는 중력에 의해 밀도가 높은 지역들이 형성되어 가스와 먼지가 뭉치게 됩니다. 이 덩어리들이 질량이 커지면서 원시별이 됩니다. 원시별의 중심부에 있는 압력과 온도가 높아지면서 결국 핵융합, 즉 수소 원자가 결합하여 헬륨을 형성하여 엄청난 양의 에너지를 방출하는 과정이 시작됩니다. 이것은 새로운 별의 탄생을 의미합니다. 그 후 별은 중심부에서 수소를 태우며 질량에 따라 수백만 년에서 수십억 년 동안 밝게 빛납니다.

 

 

주계열성과 항성진화

주계열 단계는 항성의 생애주기에서 가장 길고 안정적인 기간입니다. 이 기간 동안 항성은 평형을 유지하며 중심핵에서 핵융합으로 인한 외부 압력은 중력의 안쪽 당김에 반작용합니다. 주계열에서 항성의 위치는 질량에 의해 결정되는데, 질량이 큰 항성은 질량이 작은 항성보다 더 뜨겁고, 더 밝고, 연료를 통해 더 빨리 연소됩니다. 항성이 수소 연료를 소진함에 따라 주계열에서 벗어나 진화하면서 상당한 변화를 겪습니다. 질량이 작은 항성은 적색 거성으로 팽창하는 반면, 질량이 큰 항성은 초거성이 됩니다. 이 후기 단계에서 항성은 헬륨, 탄소, 산소와 같은 더 무거운 원소들을 융합하기 시작하여 질량에 따라 궁극적으로 항성의 붕괴나 폭발로 이어집니다.

 

 

별의 죽음: 백색왜성, 중성자별, 블랙홀

별의 생애 마지막 단계는 초기 질량에 의해 결정됩니다. 태양과 같이 질량이 더 작은 별들은 외층을 벗겨내어 행성 성운을 형성하고 남은 중심핵은 백색 왜성이 됩니다. 이 밀도가 높은 잔해는 수십억 년 동안 식으면서 점차 차갑고 어두운 물체로 사라질 것입니다. 이에 비해 질량이 더 큰 별들은 더 극적인 죽음을 맞이합니다. 이 별들은 연료를 통해 연소한 후 초신성에서 폭발하여 외층을 우주로 분산시킵니다. 남겨진 중심핵은 엄청난 밀도를 가진 도시 크기의 물체인 중성자별이 될 수 있습니다. 중심핵의 질량이 충분히 크다면 중력이 너무 강해서 빛조차 빠져나오지 못하는 블랙홀로 더 붕괴될 것입니다. 백색 왜성이든, 중성자별이든, 블랙홀이든 이 잔재들은 각각 새로운 별과 행성을 탄생시킬 무거운 원소들로 성간 매질을 풍부하게 함으로써 우주 순환에 중요한 역할을 합니다.