별이나 태양은 어떻게 수십억년동안 타고있을까요?

Question

한번에 안타고 왜 수십억 수억년동안 타고 있을까요?

수소같은 가스들이 엄청 뭉쳐서 핵융합하는건 알고있는데 한번에 뻥하고 안타고 왜 오랫동안 지속적으로 천천히 타고있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.

과학적으로 불이 타오르는 연소 반응이 일어나기 위해서는 산소(O2)가 필요한 법입니다. 그러나 아이러니하게도 진공 상태인 우주에는 애당초 연소에 반드시 필요한 산소가 존재하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 태양은 우리 지구 상에 존재하는 어떠한 불보다도 더 오랜 시간 동안, 그것도 한참은 뜨거운 온도로 불타고 있습니다. 그러나 이 질문에 대한 정답은 바로 태양의 "핵 융합" 반응에 있습니다. 사실 태양은 엄밀히 말하면 우리가 생각하는 의미에서 불타고 있는 것이 아닙니다. 즉, 산소를 통해서 불타는 "연소"되고 있는 방식이 아니라, 자기 자신의 내부에서 연속적으로 "폭발"하고 있는 것 입니다.

그럼 깊이있는 질문 감사드리며 도움이 되셨다면 추천과 좋아요 부탁드리겠습니다:)

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

우주에서의 별의 형성과 진화는 복잡하고 다양한 과정을 거칩니다. 별은 대부분 가스와 먼지로 이루어진 거대한 구름인 분자 구름 안에서 형성됩니다. 이 분자 구름은 중력의 영향으로 압축되고, 높은 온도와 압력을 만들어냅니다. 그 결과, 중심 부근에서는 핵융합이 시작됩니다.

그러나 핵융합은 한 번에 폭발적으로 일어나는 것이 아니라 천천히 진행됩니다. 별 안에서는 중력과 핵융합으로 발생하는 에너지가 평형 상태를 유지하며, 이로 인해 별은 오랜 시간 동안 안정적인 상태를 유지할 수 있습니다.

별이 지속적으로 타고 있는 이유는 주로 두 가지 요인에 기인합니다. 첫째, 별은 핵 내의 수소를 연료로 사용하여 핵융합 반응을 일으킵니다. 하지만 수소의 소비율은 별의 질량과 크기에 따라 다르며, 별이 가진 수소의 양과 소비 속도에 따라 타는 시간이 결정됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

별이 오랫동안 타는 이유는 별 내부의 핵융합 반응이 천천히 일어나기 때문입니다. 핵융합 반응은 두 개의 원자핵이 결합하여 더 무거운 원자핵을 형성하는 반응입니다. 이 반응은 엄청난 양의 에너지를 방출하는데, 이 에너지가 별의 빛과 열을 만들어냅니다. 별의 중심부에는 수소가 핵융합을 통해 헬륨으로 바뀌는 반응이 일어납니다. 이 반응은 수소 한 개의 원자핵이 헬륨 두 개의 원자핵으로 바뀌는 반응으로, 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 하지만 이 반응은 매우 느리게 일어납니다. 별의 중심부의 온도는 약 1억 도입니다. 이 온도에서 수소 원자핵은 서로 충돌하여 핵융합 반응이 일어날 수 있지만, 그 확률은 매우 낮습니다. 따라서 별의 중심부에서는 수소 원자핵이 매우 천천히 핵융합을 통해 헬륨으로 바뀌게 됩니다. 별의 수명은 별의 질량에 따라 다릅니다. 태양과 같은 질량의 별은 약 100억 년 동안 타고 있습니다. 반면, 초신성이 될 정도로 질량이 큰 별은 수십억 년 동안만 타고 있습니다. 따라서 별이 한번에 안타고 오랫동안 지속적으로 천천히 타고 있는 이유는 별 내부의 핵융합 반응이 매우 느리게 일어나기 때문입니다.