백색왜성이 별의가장 마지막단계인가요?

Question

별의일생중 항성기준으로 볼때 수소원소를

다소모하여 적색거성단계를 거치고 초신성폭발을하고나면 백색왜성단계로 가는건가요? 아니면 백색왜성 다음에 초신성폭발인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

백색 왜성은 별의 진화 과정에서 가장 마지막 단계에 속합니다. 별은 처음에 수소와 헬륨 등의 가스로 이루어진 거대한 구체로 형성되며, 중심에서의 핵융합 반응에 의해 에너지를 생성합니다.

별이 수소 연료를 소진하면, 중심에서의 핵융합 반응이 불가능해지고 별은 점점 축소됩니다. 이 과정에서 외부 층은 팽창하며, 별은 빨갛게 불붙은 적색거성이 됩니다.

그러나 적색거성에서도 연료가 소진되면 외부 층은 더욱 팽창하고, 별은 점점 더 크고 밝은 상태인 적색초거성이 됩니다. 이후에는 외부 층이 별을 떠나게 되고, 중심에는 뜨거운 백색 왜성 코어가 남게 됩니다.

백색 왜성은 주로 이러한 적색초거성의 진화 후 단계로, 연료 소진으로 인해 중심에서의 핵융합이 멈추고 축소된 상태입니다. 백색 왜성은 높은 온도와 밝기를 유지하지만, 별이 더 이상 핵융합으로 에너지를 생산하지 않기 때문에 그 크기와 밝기는 상대적으로 안정적입니다. 따라서, 백색 왜성은 별의 마지막 단계 중 하나로 간주됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

별의 질량, 크기에 따라 최종적으로 백색 왜성, 중성자별, 블랙홀 등이 될 수 있습니다. 꼭 백색왜성이 마지막 단계는 아닙니다.

중성자별이나 블랙홀로 되는 과정은 다음과 같습니다. 별은 핵융합 과정을 통해 빛과 에너지를 발합니다. 별이 핵융합 반응을 더 이상 할 수 없게 되면 온도가 서서히 떨어지며 자체적인 중력에 수축을 시작합니다. 그리고 수축하면서 마찰에 의해 열이 올라 더 무거운 원자들이 핵 융합 반응을 하게 되죠. 즉, 남은 에너지를 사용하는 것입니다. 그리고 핵 융합에 의해 다시 뜨거워진 별은 다시 팽창합니다. 그래서 백색 거성, 적색 거성 등등의 거성이 되는 것이죠. 이러한 거성의 핵융합 반응이 끝나면 또다시 내부에는 무거운 원자들이 남게 되면서 식게 되고 중력에 의한 수축이 일어납니다. 그리고 수축에 의해 다시 뜨거워지죠. 그런데, 이 때는 무거운 원소들만 남아 핵융합 과정이 잘 일어나지 않기 때문에 더욱 빠르고 강한 수축으로 온도가 급격히 올라갑니다. 그리고 온도가 어느정도 오르게 되면 남아 있는 무거운 원자들의 핵융합 반응이 빠르게 일어납니다. 이 때 발생한 열에너지로 원자핵을 제외한 물질이 별을 떠나 날아가게 되는데, 이러한 폭발을 초신성 폭발이라고합니다. 그리고 초신성 폭발 후 남은 원자핵은 질량에 따라 중성자별이 되거나 블랙홀이 될 수 있습니다. 즉, 중성자별이나 블랙홀 또한 별의 마지막이 될 수 있습니다. 백색왜성의 경우 적색 거성 후의 단계로 적색 거성 단계를 지나며 별에 존재하는 대기, 기체가 우주로 날아간 경우에 생겨날 수 있습니다. 대기를 날려보낸 후 핵만남게 되는데, 이 핵은 산소나 탄소와 같은 것들이 남아 백색을 띠며 백색 왜성이 될 수 있습니다. 이 때에는 백색왜성이 별의 마지막 단계가 될 수 있죠.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

별의 일생은 그 질량에 따라 다릅니다. 태양과 비슷한 질량의 별은 수소를 헬륨으로 연소시키면서 수십억 년 동안 빛을 냅니다. 수소가 모두 소진되면 별은 헬륨을 연소시키기 시작합니다. 헬륨 연소는 수소 연소보다 더 많은 에너지를 방출하기 때문에 별은 부풀어 오르고 적색 거성이 됩니다. 적색 거성이 된 별은 결국 중심부에서 헬륨이 고갈되고, 외곽층이 붕괴되면서 초신성 폭발을 일으킵니다. 초신성 폭발 후에는 백색 왜성, 중성자 별, 블랙홀이 남을 수 있습니다.