난 누구? 여긴 어디?

보이저 1호가 지구에서 60억km떨어진 먼 우주 태양계를 벗어나기 전 천문학자인 칼 세이건의 주장으로 방향을 돌려 지구를 찍은 사진

창백한 푸른점

저 조그마한 점에 5-60억명의 사람들이 살고있다고 생각하면...

태양계 내에서도 지구의 크기는 중간정도이지만 태양과 비교해도 미세할 정도 입니다.

그렇다면 다른 은하계의 별들의 크기는 어느정도이고 어떻게 크기를 구분하는지 알아보겠습니다.

 

별의 크기는 질량과 반지름, 그리고 밝기에 따라 다양한 분류체계를 만듭니다.

1911년 아이나르 헤르츠스프룽이라는 사람과 1913년 헨리 노리스러셀이라는 사람이 각각 독자적으로 별의 등급과 온도에 따른 별들의 위치를 표시하였습니다.

헤르츠스프룽-러셀도표(이하 H-R도표)는 항성 천문학에서 절대등급,광도,항성분류,표면온도의 관계를 나타난 도표입니다.

그 분류를 그림으로 표시하면 위와 같은 표가 나옵니다.

자세한 설명을 하자면

별의 절대광도는 왼쪽에, 표면온도,색지수는 아래쪽에서 분류를 하고 별의 진화단계와 물리적 특성을 표시하였습니다.

그 분류를 살펴보면

주계열성과 거성, 초거성, 백색왜성으로 나뉩니다.

주계열성(Main Sequence Stars)

대부분의 별이 속하는 영역으로 수소를 헬륨으로 융합하는 핵융합반응을 통해 에너지를 생성합니다. 

크기와 질량에 따라 작은 적색 왜성에서 큰 청색 거성까지 다양합니다.

태양이 이에 속합니다.

거성(Giant)

주계열 단계를 떠나 중심핵의 수소를 모두 소진한 후 헬륨이나 무거운 원소를 융합하는 단계로 진화한 별입니다.

반지름이 매우 크고 광도가 높습니다.

알데바란과 아크투루스가 이에 속합니다.

초거성(Supergiants)

 거성보다도 더 크고 밝은 별들로 질량이 매우 크고 진화의 후반 단계에 있습니다.

청색 초거성과 적색 초거성으로 나뉩니다.

베텔게우스와 안타레스가 초거성에 속합니다.

백색왜성(White Dwarfs)

주계열성이나 거성이 진화의 마지막 단계에서 외피를 방출하고 남은 중심핵입니다.

크기는 지구와 비슷하지만 매우 밀도가 높습니다.

많이 알려진 별은 시리우스B입니다.

 

그리고 질랑에 따른 분류를 알아보겠습니다.

별의 질량은 별의 진화 과정과 최종 상태를 결정하는 중요한 요소입니다.

별의 질량을 측정하는 방법은 몇가지 간접적인 방법으로 측정합니다.

중력렌즈라는 방법은 별주면의 중력에 의해 구부러지는 빛의 경로를 측정하여 물체의 중력으로 질량을 측정합니다.

또 별마다 광도및 온도가 다른 별은 질량이 크게 다릅니다. 천문학자, 물리학자들은 여러가지 방법으로 별의 질량을 측정합니다.

그에 따라 저질량별, 중질량별, 고질량별로 분류합니다.

 

저질량병(Low-Mass Starts)

질량이 태양 질량의 0.08배에서 0.5배 사이인 별들입니다.

적색 왜성으로 대부분의 수명을 주계열에서 보냅니다.

프록시마 센타우리별을 저질량별로 분류합니다.

중질량별(Intermediate-Mass Stars)

질량이 태양 질량의 0.5배에서 8배 사이인 별들입니다.

주계열을 벗어난 후 거성단계로 진화 합니다.

태양과 알골이 중질량별입니다.

고질량별(fHigh-Mass Stars)

질량이 태양 질량의 8배 이상인 별들입니다.

빠르게 진화하여 초거성 단계로 넘어가고 최종적으로 초신성 폭발후 중성자별이나 블랙홀을 형성할 수 있습니다.

베텔게우스와 리겔이 고질량별입니다.

 

반지름으로 별의 크기를 직접적으로 나타냅니다.

적색왜성(Red Dwarfs)

반지름이 태양의 반지름의 0.1배에서 0.7배 사이인 작은 별들입니다.

프록시마센타우립졀은 적색왜성입니다

중간크기별(Medium-Sized Stars)

반지름이 태양과 비슷하거나 조금 큰 별입니다.

태양과 알데바란을 중간크기별로 분류합니다.

거성(Giants)

반지름이 태양의 10배에서 수백배에 이르는 별들입니다

알데바란과 아크투루스는 거성입니다.

초거성(Supergiants)

반지름이 태양의 수백배에서 수천배에 이르는 매우 큰별입니다

베텔게우스와 안타레스가 초거성입니다.

백색왜성(White Dwarfs)

반지름이 지구와 비슷한 작은 별들입니다.

시리우스 B가 백색왜성에 속합니다.

 

그외에 따로 분류하는 별들이 있습니다

갈색왜성(Brown Dwarfs)

질량이 목성과 항성 사이로, 핵융합을 시작할 만큼 충분히 질량이 크기 않은 천체입니다.

태양 질량의 0.08배 미만입니다

중성자별(Neutron Stars)

초신성 폭발후 남은 별의 중심핵이 중력 붕괴하여 형성된 매우 밀도가 높은 천체입니다.

반지름은 약 10-20Km정도이지만 질량은 태양의 1.4배에서 2배 정도됩니다

블랙홀(Black Holes)

초고질량 별이 초신성 폭발후 중력붕괴하여 형성된  천체로 빛조차 빠져나올수 없는 강한 중력장을 가집니다.

질량은 태양 질량의 몇 배에서 수십배 혹은 그 이상입니다.

 

별의 크기는 질량, 반지름, 광도에 따라 분류될수 있습니다.

이 분류체계는 별의 진화 과정과 물리적 특성을 이해하는데 중요한 역할을 합니다.

별들이 어떻게 형성되는지 어떻게 진화하고 어떻게 소멸하는지를 이해하는 방법으로 우리 태양계의 특성도 이해할수 있습니다.