별의 일생: 별의 탄생에서 죽음까지
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- Опубліковано 20 вер 2024
- 별의 탄생부터 죽음에 이르는 과정을 상세히 설명해 드립니다.
별은 성운에서 태어나며, 질량에 따라 적색거성, 백색왜성, 초거성, 초신성, 중성자별, 블랙홀 등 다양한 모습으로 진화합니다.
별의 크기나 질량에 상관 없이 별의 수명이 다하면 대부분의 물질이 방출되어 은하의 먼지와 가스 구름으로 되돌아 갑니다. 그러면 다시 별이 탄생할 수 있죠.
빅뱅에서는 수소와 약간의 헬륨만 생성되었지만 이후 별의 생애를 통해서 우리가 보는 모든 원소가 생성되었습니다. 그리고 그 물질이 성간 우주의 가스와 먼지와 뒤섞여 다음 세대 별이 되었습니다.
세대가 거듭될수록 물질이 더 풍부한 별이 되는 것이죠.
또한 우리의 몸과 우리 주위의 모든 것이 별의 중심에서 나온 것입니다. 주기율표에는 자연 원소와 인공 원소가 모두 담겨 있는데요, 대부분의 자연 원소는 수명이 긴 별의 내부에서 만들어졌답니다.
* 이 영상은 NASA 고더드 우주비행센터가 제공하는 퍼블릭 도메인 영상들을 편집 및 재구성 후 우리말 설명과 새로운 음악으로 꾸몄습니다.
Credit: NASA's Goddard Space Flight Center
Original public domain footages by NASA, editing by InterStellar with Korean subtitles and new background music.
[상세 소개]
별은 성운이라고 부르는 거대한 별의 보금자리에서 탄생합니다
물질이 자체의 중력으로 뭉쳐지면 점차 별을 형성하는 데 충분한 장소가 됩니다
거대한 분자 구름인 성운이 되죠
뭉쳐지고 나면 중력이 계속 강하게 끌어당겨 중심이 뜨거워집니다
결국에는 핵융합이 발생하면서 별의 모습을 갖추게 됩니다
별은 기본적으로 핵용광로라 할 수 있습니다.
대부분이 수소인 가스 덩어리로 중심은 아주아주 밀도가 높고 뜨겁습니다
그래서 핵융합이 발생할 수 있고 별에서 열과 빛이 방출되죠
별의 가장 중요한 특성은 색깔과 밝기입니다
별을 색상별로 분류하면 빨간색에서 파란색에 걸쳐 아주 다양하죠
빨간 별은 더 차갑고 파란 별은 더 뜨겁습니다
색이 온도의 척도가 됩니다
밝기로도 분류할 수 있는데, 아주 밝으면 보통 질량이 큰 별이고 흐릿한 별이면 질량이 작습니다
두 가지 특성만으로도 별의 질량, 크기, 나이를 추정할 수 있죠
또한 진화의 단계와 별이 태어난 환경도 알 수 있습니다
별은 간단히 말하면 에너지를 만드는 물질 덩어리입니다
그중에서도 수소 원자핵의 융합이 주인공이죠
핵이 융합되면 결합된 질량이 원래 둘의 합보다 약간 적으며 그 차이가 방출된 에너지의 크기입니다
햇빛이 바로 그 에너지이며 수소폭탄도 같은 원리입니다
그러나 수소폭탄은 순식간에 끝나지만, 별은 수백만에서 수십억 년 동안 핵융합을 유지합니다
연료가 다 떨어진 후에 벌어지는 일은 별의 크기에 따라 달라집니다
정말 큰 별은 불과 몇 백만 년 만에 초신성으로 폭발합니다
반면에 가장 작은 별들은 사실상 불멸의 존재라 할 정도로 천천히 탑니다
그런 별의 수명은 우주의 현재 나이보다 훨씬 길어서 우리는 작은 별의 죽음을 본 적이 없습니다
그러나 수명이 수십억 년인 태양 같은 별들의 최후는 많이 관찰되었습니다
별은 핵융합을 지속하다가 연료가 소진되면 수명을 다합니다
그런데 별의 질량에 따라 최후의 모습이 달라집니다
무거운 별과 무겁지 않은 별 두 부류로 나눌 수 있는데요
먼저 무겁지 않은 별의 운명을 설명해 드리겠습니다
태양은 보통 크기의 별인데 질량이 무겁지 않은 쪽에 속합니다
태양의 수명은 123억년이고 현재 나이는 45억년 쯤 됩니다
질량이 작으면 아주 오랜 기간 진화하죠
별은 내부 핵과 바깥 껍질 부분으로 구성됩니다
핵에서는 핵융합이 발생하여 에너지가 밖으로 향하고 껍질은 중력에 의해 안으로 향합니다
별의 생애 대부분 동안 이 두 힘이 균형을 이뤄 별의 형태가 유지되죠
별이 수소를 다 소모하면 중력과 핵융합 에너지의 균형이 깨집니다
중력이 이기면 별의 핵은 좀 더 뭉쳐지며 작아집니다
내부는 더 뜨거워지고 밀도가 높아집니다
그러면 헬륨 핵융합이 시작되죠
헬륨 핵융합이 발생하면 엄청난 에너지가 생성됩니다
별은 이전보다 더 커지며 적색거성이 되죠
태양이 적색거성이 되면 지구의 궤도에 닿을 정도가 됩니다
결국에는 헬륨도 다 소진됩니다
그러면 다시 내부 핵이 작아집니다
충분히 뜨거워지면 에너지가 방출되고 껍질층은 우주로 흩어져 버립니다
남은 핵은 중력으로 더 작아지면서 별은 백색왜성이 됩니다
껍질의 물질이 흩어져서 만들어진 성운은 행성처럼 보인 탓에 행성상 성운이라고 합니다
다음은 질량이 큰 별의 생애입니다
큰별도 작은별과 마찬가지로 별이 생성되면 핵융합을 시작합니다
별의 바깥은 중력으로 안으로 향하고 별 중심의 핵융합 에너지는 바깥을 향합니다
이 두 힘은 별의 삶의 대부분 동안 균형을 유지하죠
하지만 작은별에 비해 핵융합이 훨신 격렬하게 진행되어 일생이 더 짧습니다
마찬가지로 수소가 소진되면 중력이 이기고 별의 중심은 약간 수축합니다
핵의 크기가 약간 감소하면 헬륨 융합이 시작되고 바깥으로 향하는 에너지가 급증합니다
별은 크기가 아주 커지면서 초거성이 됩니다
헬륨 핵융합도 헬륨을 다 소모하면 끝납니다
하지만 질량이 큰 별은 중력이 강해서 헬륨 핵융합으로 끝나지 않고 다음 수준의 융합을 시작합니다
에너지는 다시 급증하고 별을 더 크게 만듭니다
크기가 아주 큰 별들은 별의 핵이 철로 만들어질 때까지 이 과정을 여러번 반복합니다
결국 핵융합이 사라지면 이제 중력이 이기고 별이 붕괴되기 시작합니다
최후에는 핵의 마지막 에너지와 부딪힌 후 반동으로 폭발합니다
별의 껍질 부분이 모두 우주로 날아가 버리며 이것이 초신성 폭발입니다
별의 나머지 핵은 중력으로 안으로 붕괴되며 블랙홀 또는 중성자별이 됩니다
별의 수명이 다하면 대부분의 물질이 방출되어 은하의 먼지와 가스 구름으로 되돌아 갑니다
빅뱅에서는 수소와 약간의 헬륨만 생성되었지만 이후 별의 생애를 통해서 대부분 원소가 생성되었습니다
그리고 그 물질이 성간 우주의 가스와 먼지와 뒤섞여 다음 세대 별이 되었습니다
세대가 거듭될수록 물질이 더 풍부한 별이 되는 것이죠
![[고1_물질의 규칙성과 결합] 2강. 별의 탄생과 진화￨주계열성, 적색거성, 백색왜성, 행성상 성운, 초거성, 초신성￨무거운 원소의 생성💫](http://i.ytimg.com/vi/BWjPBsyngcs/mqdefault.jpg)
며칠 공부한 별의 탄생....영상을 보니 며칠 공부했던 내용이 제대로 이해가 되었습니다
감사합니다
정성스런 영상 잘보았습니다
좋게 봐주셔서 감사합니다~
와 웅장해집니다 친절하게 잘 설명해주시네요 영상도 좋아요
알기 쉽게 설명을 아주 잘하시네요.
별의 질량이 큰 별의 정확한 초신성 그 전단계의 별은 초거성으로 진화한 뒤, 일부 질량을 우주로 방출, 밀도가 높아지며 크기가 다시 작아짐. 그로인해..
Wolf - Rayer Star ( 울프 레이어 별 )
로 진화하는데, 이때 규소 ( 실리콘) ~ 철까지의 핵융합이 진행된다고..
근데 수명 겁나 짧음. 한 600년?
정리하자면 무거운 원소의 핵융합으로 인한 강한 에너지가 별의 껍질을 강타하여 발생하는게 초신성 폭발인가요?
항상 궁금했거든요 왜 시간이 갈 수록 중력이 지배하는데 별의 표면은 수축하지 않고 폭발하여 흩어지는지에 대해서요
별의 내부 에너지와 중력의 균형이 깨져 별이 수축될 때, 남아있는 에너지도 응축이 됩니다. 에너지가 응축되다가 어느 순간 견디지 못하고 폭발하는 것이죠.
(수정)이것이 초신성 폭발이고 에너지가 방출된 후 남은 물질이 중성자별이 됩니다.
태양의 10배 정도 되는 더 큰 별은 남은 물질이 더 많은데 이것이 좁은 공간에 밀집되는 어떤 한계 이상이 되면서 블랙홀이 됩니다.
정리하자면, 태양의 10배 이상 질량을 가진 별과 태양과 비슷한 질량을 가진 별이 있는데
두 별 모두 주계열성에서 만들어지고, 태양이랑 비슷한 질량의 별은 나중에 적색 거성이 되고, 태양의 10배 이상 질량을 가진 별은 초거성이 됩니다.
이때 적색 거성은 수소 핵융합과, 헬륨 핵융합 반응으로 생성된 에너지 (E=mc²)로 팽창하지만 중력 수축에 인해 별의 크기가 변하지 않지만, 이 수소 핵융합 반응(약1000k 이상)과 헬륨 핵융합 반응(약1억k)이 모두 이루워 지면 차례로 수소, 헬륨, 탄소 로 바뀌어 백색왜성으로 마감하고, 초거성은 질량이 너무 커서 헬륨 핵융합 반응이 일어나고도, 산소가 생성되어 산소 핵융합 반응이 일어나고, 마그네슘, 철과 같은 무거운 원소들이 생성되어, 그중 가장 높은 밀도인 철이 초거성의 핵이 되고, 초거성도 핵융합 반응을 다 했다면, 초신성 폭팔을 하게 되는데, 초신성 폭팔은 적색거성과 같이 중력수축이 핵융합으로 인한 팽창하려는 힘보다 강해져 부피가 수축하지만, 질량이 너무 커서 온도와 압력이 적색거성보다 많아지고, 그로인해 핵인 철 원자끼리 붙게되고 더 힘을 가해서, 철의 전자까지 나오게 해서 그대로 폭팔 하는데, 이때 블랙홀과 중성자별이 만들어져요.
핵융합 연료가 소진되어 수축하는데 다시 폭발하는 원리 설명 좀 부탁드립니다.
밤하늘에 보이는것 전부별인가요?
태양이 태어날때 태양성운이 있었다고 들었는데 거기서 태양만 생성돼었나요?? 아니면 프록시마 센타우리와 같이 가까운별이랑 같이 태어났나요?
태양성운은 거대한 분자구름의 일부였습니다. 최근 연구 중에는 태양이 성단에서 탄생했을 가능성도 있다고 합니다. 프록시마와 같이 태어났는지는 모르겠지만 태양은 여러 별들이 탄생할 때 그중 하나로 생겨난 것 같습니다.
태양이 적색거성이 되면 지구는 사라진다고 봐야 되나요?
네, 태양이 지구 궤도까지 커져서 지구를 삼킬 가능성이 큽니다~
제 생각에 진짜 영원한 것은 별의 탄생과 죽음이 아닐까 싶네요...
적색거성은 헬륨핵 융합이 끝나면 탄소핵을 만드나요?
탄소/산소 핵을 만들게 됩니다
아재요...좋소
진짜 꾸역꾸역 늘려서 8분 맞추네
고색고 있냐? ㅋ