별의 죽음은 어떤 과정을 거치는지 궁금합니다.

Question

항성이나 행성 모두 언젠가는 에너지를 모두 소모하고 죽는다고 하는데

별의 죽음은 어떤 과정을 가지고 있는지 궁금합니다.

죽은별은 빛을 잃고 딱딱한 돌덩어리가 되는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

별의 죽음은 그 크기와 나이에 따라 다양한 방식으로 일어납니다.

소형 별들은 대개 빨간 적색 증거를 거쳐서 결국 흰색 왜성이 됩니다. 이러한 별들은 자원이 모두 소진되어 축소된 상태로 죽게 됩니다.

중간 크기의 별들은 일반적으로 중성자성으로 변합니다. 이러한 과정에서 별은 자신의 중심부를 빠르게 축소시키며, 더이상 중력으로 인해 붕괴하지 않게 됩니다. 이러한 과정에서 매우 강력한 중성자 별이 생성됩니다.

초대형 별들은 슈퍼노바라는 매우 강력한 폭발을 일으킵니다. 이 폭발은 대략 수 초 동안 광도가 지구의 1억 배 이상 증가하는 엄청난 에너지를 방출하는데, 이때 매우 밀도 높은 중성체나 블랙홀이 생성됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 별의 죽음은 그 크기와 형태에 따라 다양한 과정을 거칩니다. 여러 가지 유형의 별이 다른 방식으로 진화하며 죽음을 맞이합니다. 중간 질량의 별의 경우, 수소 연소로부터 헬륨 핵연소가 끝나면 중력에 의해 별은 수축하고 열이 발생합니다. 이후에는 외부 층이 폭발하면서 행성을 형성하게 됩니다. 이러한 행성은 외부 층의 잔해로 이루어져 있으며, 딱딱한 돌덩어리나 가스로 이루어진 행성체가 될 수 있습니다. 더 큰 질량의 별은 죽을 때 중성자성 또는 블랙홀로 변화합니다. 중성자성은 별 내부에서 발생하는 폭발로 인해 중성자로 압축된 별의 형태입니다. 중성자는 매우 높은 밀도를 가지며, 자기장을 포함한 특수한 물리적 성질을 가지고 있습니다. 블랙홀은 질량이 매우 큰 별이 중력에 의해 무한히 수축하여 형성된 개체로, 중력이 심하게 왜곡된 공간을 형성합니다. 블랙홀은 광선도 포함한 모든 것을 흡수하여 내부로 끌어들이므로 빛을 내뿜지 않습니다.

Answer 3

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

간단하게.

태양같은 항성이 에너지를 발산 하다가

발산 할 애너지가 없어지면

중심부는 수축하고 외부 가스들은 우주상에 흩어집니다. 아름답게...

그리고 내부는 엄청난 중력을 가지게 되고 중성자나 블랙홀이 됩니다

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

별의 소멸 과정은 내부의 핵이 헬륨이 탄소가 되어서도 반복되어 일어나며, 마지막엔 적색거성보다도 더욱 큰 초거성이 된다. 몇몇 무거운 별들은 순간적으로 핵붕괴가 일어난다. 중심핵 내부에서의 폭발로 인해 별의 핵을 제외한 모든 물질이 날아가 버린다

Answer 5

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

1.원시성 단계

항성 형성 과정은 분자 구름 내부 중력이 불안정해지면서 시작된다. 일단 분자구름 안의 어떤 영역이 밀도가 충분히 높아져 자기 스스로의 중력 때문에 붕괴하기 시작한다. 분자 구름이 붕괴하면, 그 중심의 밀도 높은 먼지 및 가스 덩어리들이 구의 형태로 뭉쳐진다. 구상체가 스스로의 중력 때문에 수축하면서 밀도가 높아질수록, 중력 에너지는 열로 바뀌어 온도가 상승한다. 그리고 이 구의 형태로 뭉쳐진 구름이 안정적인 정역학적 평형 상태에 이르면, 이를 원시별이라 부른다. 정역학적 평형 상태에 도달한 별을 원시성이라 한다. 원시별의 주변에는 고밀도의 가스와 먼지로 둘러싸여 있어서 가시광의 관측이 힘들고, 적외선관측과 분광기를 이용한 관측으로 원시별을 연구하고 있다.

2.전주계열단계

전주계열이란 별이 주계열 단계에 들어가기 전의 단계를 말한다. 즉 분자구름이 중력붕괴를 시작한 부분에서 원시별 내부의 수소가 융합을 막 시작되는 단계 사이에 속하는 별을 전주계열성이라 한다. 분자구름 중심부에 형성된 원시별은 주변의 물질이 원시별 표면에 떨어져 그 질량이 서서히 증가하고 온도와 밀도도 증가하게 된다. 이렇게 증가하는 원시별의 내부 온도는 바깥쪽으로 대류에 의해 전달되고, 원시별은 서서히 밝아지기 시작한다. 원시성의 중심의 에너지가 바깥쪽으로 빠져 나감에 따라 수축을 계속하며, 중심 온도는 계속적으로 증가하게 된다. 중심부의 온도가 일정수준까지 올라가게 되면 중심에서 핵융합 반응이 일어나게 되는데, 이 반응에서 나오는 에너지로 중력과 압력에 의한 힘은 평형상태를 이루고 별은 안정된 주계열 단계로 가게 된다.

3.주계열단계

주계열단계란 별의 중심부에서 수소의 핵융합 반응이 일어나는 전체적인 진화단계를 말하며, 별의 일생 중 가장 긴 시간을 차지한다. 보통 평범한 별들은 그 일생의 대부분을 중심부에서 수소를 헬륨으로 전환시키며 보낸다. 이처럼 핵융합반응으로 인해 핵에 있는 수소의 양이 줄어들고 헬륨이 늘어나며, 평균원자량은 증가한다. 따라서 별을 지탱할 수 있는 충분한 압력을 가지기위해 중심핵이 조금씩 수축하며, 밀도가 증가하고 온도가 증가한다. 그리고 별의 내부 온도가 상승함에 따라 별은 조금씩 커지며, 표면에 이르는 에너지는 커져서 별의 광도가 조금씩 증가한다. 실제로 우리에게 가장 가까운 별인 태양 또한 이러한 주계열 단계에 있으며, 전주계열을 지난 이후 꾸준히 광도와 반지름, 온도가 증가해 왔다고 알려져 있다.

4.후주계열단계

후주계열단계란 별 내부의 핵융합반응이 끝난 시점을 시작으로 마지막 진화단계를 말한다. 평범한 별(태양과 비슷한 질량을 가진 별)은 중심부에서의 수소 연소가 끝나고 더 이상 에너지를 낼 수 없어 핵은 수축해져 간다. 수축하는 핵에 의해 에너지가 발생하고 이 에너지는 핵의 바깥부분 수소층을 가열시켜 핵융합반응을 일으킨다. 따라서 별의 외부층은 팽창하고 광도가 증가한다. 이러한 별의 마지막 단계는 별의 초기질량에 따라 다양하게 나타난다. 태양에 비해 가벼운 별들은 헬륨의 핵이 반응을 할 수 있을 정도의 온도를 갖지 못하여 더 이상 진화를 못하고, 핵만 남겨지게 된다. 태양과 비슷한 질량의 별들은 헬륨의 핵이 반응을 시작하고, 탄소로 이루어진 핵이 남겨질 때까지 진화를 하게 된다. 그리고 태양보다 훨씬 큰 질량을 갖는 별들은 초신성 폭발을 하며 중성자별을 남기거나 블랙홀이 되기도 한다.