지구과학 용어 중에 백색왜성이 무엇인지 궁금합니다.

Question

무한할 것 같은 우주의 종말에 대한 칼럼 중에

"빅뱅에 의해 만들어진 우주는 수소와 헬륨 가스로 채워진 고온의 공간이다. 공간 속에서 무수히 많은 시간 동안 별이 만들어지고 소멸하기를 반복한다. 그중 천천히 불타는 붉은 왜성이 있다. 이 왜성은 시간이 흘러 별의 시체인 백색 왜성이 되며 색이 변하면 가스의 순환이 멈춘다. 이렇게 되기까지 약 10조년의 시간이 걸린다." 내용에

백색왜성이 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 백색왜성은 작거나 중간 정도의 질량을 가진 항성들이 수명을 다 한 뒤 남은 잔해이다.태양과 같은 질량이 상대적으로 큰 별은 연료가 모두 소진된 후 외층을 모두 우주로 날려버리는 행성상성운 상태를 겪은 뒤 남은 핵이 백색왜성이 되며, 적색왜성과 같은 질량이 상대적으로 작은 별들은 연료가 소진된 후 청색왜성이 되어 시간이 더 지나면서 백색왜성으로 변한다.백색왜성이라는 명칭은 1922년 네덜란드 태생의 미국 천문학자인 빌럼 라위턴(Willem Luyten)이 처음으로 붙였다. 이 사람은 네덜란드령 동인도(현재의 인도네시아) 자바 출신으로 박사학위를 딴 뒤에는 줄곧 미국에서 활동하면서 여러 백색왜성을 연구했으며 95세까지 살다가 1994년 사망했다. 적색왜성들 중에서 지구와 매우 유사한 환경을 가진 행성을 거느리는 것으로 추정하는 루이텐의 별(Luyten's Star)은 이 사람의 이름을 따서 붙인 것이다.

출처 : 나무위키 - 백색왜성

Answer 2

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

백색왜성은 일단 소행성이 아닌 어느 정도 규모가 있는 행성이 수명이 다하는 과정에서 발생되는 현상입니다.

이 백색왜성은 거의 핵만 존재하고 있으며 높은 밀도를 가지고 있어 높은 온도를 유지하게 됩니다. 우리 눈에는 이 뜨겁게 불타는 행성을 보기 때문에 작은 밝은 빛으로 보이게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

항성진화의 마지막 단계에서 표면층 물질을 행성상성운으로 방출한 뒤, 남은 물질들이 축퇴하여 형성된 청백색의 별이다. 질량은 태양의 1.4배 이하, 크기는 평균 지구정도이며, 핵융합반응없이, 천천히 식다가 빛을 내지 못하는 암체로 일생이 끝난다. 큰 거성과 쌍성을 이룰 경우, 거성으로부터 물질이 유입되어 초신성 폭발을 일으키게 된다.

항성진화에서 마지막 단계에 이른 축퇴된 물질로 이루어졌다. 질량은 태양의 1.4배 이하(대체로 0.7배)이고, 크기는 평균적으로 지구 정도로 작다. 평균밀도는 0.6t/cm3로 매우 높다. 태양질량의 수배인 별에서 태양보다 약간 작은 질량을 가진 별들이 일생을 지나는 마지막 단계에서 백색왜성이 된다. 이 별은 핵융합반응을 일으키지 않고, 내부의 열에너지를 방출하면서 천천히 식어가다가 마침내 빛을 내지 못하는 암체로 그 일생이 끝나게 된다.

백색왜성은 수소나 헬륨으로 이루어진 얇은 대기를 가졌고, 내부는 헬륨·탄소 등 무거운 원소들로 이루어진 고밀도의 축퇴상태를 지닌다. 태양질량의 1.4배 이상인 별이 백색왜성으로 진화할 때는 표면층의 물질을 밖으로 방출하여 총질량이 태양의 1.4배 이하가 되도록 한다. 이 때 방출된 물질은 별 주위에 고리 모양의 행성상성운을 형성한다.

[네이버 지식백과] 백색왜성 [white dwarf, 白色矮星] (두산백과 두피디아, 두산백과)

Answer 4

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

우주의 종말에 대한 칼럼을 읽으시다가 백색왜성에 대해 궁금하신다고 하셨군요. 백색왜성은 지구과학 용어 중 하나로 매우 뜨거운 온도를 가지고 있는 별의 한 종류입니다. 이 별들은 태양과 같은 중간 크기의 별들이 수명을 다하고 끝나는 과정에서 형성됩니다.

백색왜성은 태양과 같은 별들이 수명을 다하고 남은 핵만 남은 상태로 지름은 태양의 약 1/100배 정도입니다. 하지만 그 질량은 태양의 약 1.4배 정도로 매우 밀집되어 있습니다. 이러한 밀도 때문에 백색왜성은 매우 높은 온도를 유지하게 되는데 이는 약 100000도 정도로 매우 뜨거운 상태입니다.

백색왜성은 매우 높은 온도를 유지하면서도 에너지를 발산하기 때문에 우리가 볼 때는 밝은 빛으로 보입니다. 하지만 실제로는 매우 작은 크기를 가지고 있기 때문에 우리 눈에는 작게 보이는 것입니다.

백색왜성은 우주의 종말에 대해 이야기할 때 중요한 역할을 합니다. 이들은 우주의 종말에 가까워질수록 더 많은 에너지를 발산하게 되는데 이는 우주의 종말을 가속화시키는 역할을 합니다. 그래서 백색왜성은 우주의 종말에 대해 연구하는 과학자들에게 매우 중요한 연구 대상이 되는 것입니다.

제가 살고 있는 지구도 언젠가는 태양과 같은 별이 백색왜성으로 변할 것이라는 이론도 있습니다. 그래서 백색왜성에 대한 연구는 우리의 우주에 대한 이해를 높이는 데에 매우 중요한 역할을 합니다. 감사합니다.

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Answer 5

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

백색왜성은 태양과 같은 중간 이하의 질량을 가진 별이 핵융합을 마치고 남은 잔해입니다. 핵융합을 통해 생성된 에너지가 소진되면, 별의 중심핵은 붕괴되고, 외부층은 우주로 방출됩니다. 이 과정에서 남은 핵은 수축하여 백색왜성이 됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.

백색왜성이란 질량이 태양 정도, 크기는 지구 정도이며, 밀도가 매우 높은 별을 말합니다. 이 별을 구성하는 전자들은 축퇴(degenerate) 상태이며 질량이 작은 별은 진화 마지막 단계에서 핵융합 연료가 소진되어 열압력이 약해져서, 중력 수축이 진행됩니다. 그 결과, 크기가 원래의 100분의 1(부피로는 100만 분의 1) 정도로 줄어들면서, 밀도가 매우 높아지면서 전자축퇴압이 높아집니다. 이 전자축퇴압이 중력에 맞서 새로운 평형을 이루게 되면 안정된 상태로 영구히 존재할 수 있는데, 이와 같은 별의 잔해가 바로 백색왜성입니다.

Answer 7

안녕하세요. 이용준 과학전문가입니다.

별의 진화단계는 별의 질량에 따라 달라집니다. 백색왜성은 태양 정도의 질량을 가진 별들의 마지막 단계입니다. 중심핵에서 수소 핵융합 반응으로 에너지를 만들어내는 주계열 단계를 지나면 중심부는 수소가 없어지고 헬륨만 남게 됩니다. 주계열 단계가 끝나면 안으로부터 밖으로 밀어내는 기체 압력이 감소하므로 별은 수축하게 됩니다. 별이 수축함에 따라 중심핵 바깥 부분에서 수소 핵융합 반응이 일어나고(수소 껍질 연소), 내부의 온도는 더 올라가 중심핵을 구성하는 헬륨의 핵융합 반응이 일어납니다. 이렇게 되면 별은 급격하게 부풀게 되고 표면온도는 낮아집니다. 이 단계를 적색 거성 단계라고 합니다. 적생 거성 단계에서 중심핵의 헬륨이 모두 연소하여 탄소(혹은 다음 단계인 산소까지)가 만들어지면 별 내부에서의 핵융합 반응은 더 이상 일어나지 않습니다. 적색 거성 단계에서 별이 급격하게 팽창하는 과정에서 별을 이루고 있던 같부분이 중력을 벗어나 우주공간으로 흩어지게 되는데 이를 행성상 성운이라고 합니다. 행성상 성운으로 바깥 부분을 날린 별은 중력만 남아 더욱 수축하게 되며 이 과정에서 중력수축 에너지에 의해 온도가 상승합니다. 그 결과 표면 온도는 높으나 크기가 매우 작은 별이 만들어 지는 데 이를 백색 왜성(white dwarf)라고 합니다.

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.

Answer 8

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

백색왜성은 중간 크기의 별이 수명의 마지막 단계에 도달하여 만들어지는 별의 형태입니다. 백색왜성은 주로 대부분의 연료를 소진한 후, 외부 층을 제거하고 남은 핵 중심 부분입니다. 이러한 별은 주로 매우 높은 밀도와 높은 온도를 가지고 있습니다.

백색왜성은 초기에는 뜨거웠던 별이지만, 연료 소진으로 인해 에너지 생산이 멈추게 되면서 식은 광대한 별의 핵 중심 부분이 남게 됩니다. 이 핵은 주로 탄소와 산소로 이루어져 있습니다. 백색왜성은 별이 더 이상 에너지를 생성하지 않기 때문에 중력에 의해 압축되어 매우 밀도가 높아집니다. 이러한 밀도와 높은 온도로 인해 백색왜성은 밝고 흰색으로 보입니다.