흑색왜성의 가설이 있던데 이 별은 어떤 가설로 나온건지 궁금합니다.

Question

흔히 백색왜성이라는 말은 많이 듣곤하고 태양과 같이 질량이 작은 별은 백색왜성이 될거라는 얘기는 들었는데요.

그런데 최근 흑색왜성이라는 가설이 있다고 들었는데요. 그렇다면 이 흑색왜성의 가설이 어떠한 근거로 나온건지 그리고 이 흑색왜성이 어떠한 특징을 묘사한건지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

흑색왜성은 천문학에서 제시된 가설 중 하나입니다. 이 가설은 흑색왜성이라고 알려진 현상을 설명하기 위해 제안되었습니다.

흑색왜성은 매우 질소와 수소 같은 가벼운 원소의 조합으로 이루어진 별로, 이러한 조합은 희미한 별의 표면을 가리고 있어 별이 눈에 잘 보이지 않습니다. 그렇기 때문에 흑색왜성은 일반적인 별들보다 어두워 보일 수 있습니다.

흑색왜성 가설은 이러한 흑색왜성들이 우주 전체에 많이 분포하고 있을 수 있다는 것을 제안합니다. 그러나 이 가설은 아직까지는 관측적인 근거나 충분한 연구 결과로 확인되지 않았습니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

흑색왜성은 이론상의 천체로 백색왜성이 주변 온도와 동일한 정도로 식어 더 이상 빛이나 열을 내보낼 수 없는 상태로 된 것을 말합니다.

다만 앞서 말씀드린데로 이론상으로 백색 왜성이 흑색 왜성이 되기까지 수백억 년이 필요한데, 우주의 나이가 137억 년 정도이기에 우주에는 흑색 왜성이 존재하지 않는 것으로 추정됩니다.

또한 혹시 흑색 왜성이 존재한다고 할지라도 거의 열을 발산하지 않고, 열을 발산하더라도 우주 마이크로파 배경보다 그다지 높은 수준이 아니기 때문에, 중력의 영향을 통해 파악하지 않는 한 관측이 불가능에 가깝습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

흑색왜성은 백색왜성보다 더 진화한 별의 마지막 단계입니다. 백색왜성은 별의 수명이 다할 때, 내부의 핵융합이 멈추고 별의 내부가 중력에 의해 붕괴하여 생성됩니다. 백색왜성은 매우 뜨겁고 밀도가 높으며, 지구의 크기와 비슷하지만 태양의 질량만큼의 질량을 가지고 있습니다.

흑색왜성은 백색왜성이 시간이 지남에 따라 냉각되어 더 이상 빛을 방출하지 않게 되었을 때 형성됩니다. 흑색왜성은 태양의 질량의 약 1.4배 이상의 질량을 가지고 있는 별에서만 형성될 수 있습니다.

흑색왜성의 가설은 1930년대에 처음으로 제안되었습니다. 당시 천문학자들은 백색왜성이 시간이 지남에 따라 계속 냉각되어 결국 빛을 방출하지 않게 될 것이라고 예측했습니다. 이 예측은 1960년대에 이르러서야 실험적으로 입증되었습니다.

흑색왜성은 매우 밀도가 높기 때문에, 1cm^3의 부피에 태양의 질량이 들어갈 수 있습니다. 흑색왜성의 표면 온도는 약 100K 정도로, 우주 배경 복사보다 약간 더 높습니다. 흑색왜성은 빛을 방출하지 않기 때문에, 직접 관측하기는 어렵습니다. 그러나 엑스선이나 감마선으로 관측할 수 있습니다.