밤하늘의 보석 별과 색깔, 온도, 밝기 그리고 종류 및 집단

별

하늘에서 빛나는 거대한 가스 덩어리입니다. 우주에는 수많은 별이 있습니다. 지구의 모든 사람이 중복되지 않게 별을 센다고 가정했을 때, 한 사람이 세어야 할 별의 개수는 500억 개 이상입니다. 별은 너무 멀리 떨어져 있어서 점으로 밖에 보이지 않습니다. 그러나 태양은 공처럼 보일 정도로 지구에 가까이 있는 별입니다. 별은 보이는 모습과는 달리 거대한 천체입니다. 태양은 중간 정도 크기의 별이지만, 그 지름은 지구 지름보다 100배 이상 큽니다. 아주 큰 별들은 지구와 태양 사이의 공간을 채우고도 남습니다. 이런 별의 지금은 태양의 지름보다 1,000배 정도 큽니다. 그러나 지구보다 작은 별도 있습니다.

지구에서 보면 아무리 큰 별이라도 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 작은 점으로 보입니다. 태양을 빼고 지구에서 가장 가까운 곳의 별은 40조 km 떨어진 거리에 있습니다. 이 별까지는 가장 빠른 제트 비행기로 가더라도 100만 년이 걸립니다. 그러나 이처럼 먼 거리도 가장 멀리 있는 별에 비하면 10억 분의 1에 지나지 않습니다. 별은 온도와 크기가 모두 다르기 때문에, 색과 밝기에서 커다란 차이가 납니다. 어떤 별은 태양처럼 노란색으로 보이며, 또 다른 별은 푸른색이나 붉은색으로 빛납니다. 우리가 밤에 보는 별 가운데 비교적 가까이 있지만 희미한 별도 있고, 멀리 있지만 뚜렷하게 보이는 꽤 밝은 별도 있습니다. 별은 주로 수소와 헬륨 기체로 이루어져 있습니다. 별의 내부에서는 핵융합 반응으로 수소가 헬륨으로 바뀝니다. 이 과정에서 많은 에너지가 나오게 되고, 이 에너지가 결국 빛으로 바뀌어 별을 빛나게 합니다. 별은 중심에 있는 많은 양의 수소를 모두 사용할 때까지 계속 빛납니다. 별은 대부분 약 100억 년 전부터 빛나기 시작했습니다. 그러나 지금도 새로운 별이 우리 은하와 다른 은하의 가스와 티끌 구름 속에서 만들어지고 있습니다. 태양도 약 46억 년 전에 회전하는 가스와 티끌 덩어리가 모여서 형성되었을 것입니다.

 

별의 색깔, 온도, 밝기

별의 색깔은 별 표면의 온도를 나타냅니다. 별 표면의 온도는 베텔게우스같이 2,800℃ 정도의 붉은색 별에서 리겔과 같이 28,000℃ 정도의 푸른색 별에 이르기까지 다양합니다. 색깔이 다른 별의 표면온도도 거의 이 범위 안에 속합니다. 노랗게 보이는 태양의 표면온도는 5,500℃ 정도입니다. 가장 밝게 보이는 별이라고 해서 가장 크다거나, 지구에서 가장 가까이 있다고 할 수는 없습니다. 별의 밝기는 별에서 나오는 빛 에너지의 전체량과도 관계가 있기 때문입니다.

 

별의 종류

천문학자들은 별을 밝기, 색깔, 크기에 따라 분류합니다. 이런 특징에 따라 분류한 별의 종류에는 주계 열성, 거성, 초거성, 백색왜성 등이 있습니다. 또 밝기의 변화, 동방성의 유무, 전파로 에너지를 방출하는지, 엑스선 또는 다른 형태로 에너지를 방출하는지에 따라 별을 분류하기도 합니다. 이런 특징에 따라 분류한 별의 종류에는 변광성과 이중성이 있습니다. 별은 질량으로도 분류합니다. 질량이 큰 별은 매우 밝으며 상대적으로 짧은 일생을 사는데, 격렬한 폭발로 최후를 맞이하기도 합니다. 질량이 작은 별은 수십억 년동안 희미하게 빛나다가 백색왜성으로 조용히 일생을 마칩니다.

 

별의 집단

우리 은하에는 1000억 개가 넘는 별이 있습니다. 이렇게 많은 별은 성운과 성단이라고 하는 은하보다 규모가 조금 작은 집단에 속합니다. 이 가운데서 짝을 이룬 별을 이중성이라고 합니다. 별 중에서 약 절반가량은 이중성 계열입니다.

 

별의 나이

별이 가벼운 원소에서 무거운 원소를 만들어 낸다는 사실을 통해 별을 두 세대로 구별할 수 있습니다. 젊은 세대에 속하는 별은 늙은 세대에 속하는 별보다 무거운 원소가 100배 정도 많습니다. 어떤 별은 게성운을 만든 것과 같은 거대한 폭발로 자신의 일생을 마감합니다. 이러한 폭발은 그전에 별에서 생긴 헬륨과 무거운 원소가 포함된 구름을 만들고, 이 구름은 성간 가스와 섞입니다. 많은 물질을 포함하게 된 가스는 다시 새로운 별을 만들 수 있는 재료가 됩니다. 새로 만들어지는, 즉 두 번째 세대의 별은 비교적 무거운 원소를 많이 포함하게 됩니다. 예를 들어, 태양과 태양계 행성들은 약 50억 년 전에 앞세대 별들이 만들어 낸 풍부한 물질로 형성되었습니다. 이와 같이 별 가운데서 더 젊은 세대를 종족Ⅰ 의 별이라 하고, 더 늙은 세대를 종족Ⅱ 의 별이라고 합니다. 종족Ⅱ 에 속하는 별들은 맨 처음 우주에 있던 가스구름에서 생긴 오래된 별입니다.