티스토리 뷰

astronomy

항성은 안쪽에서 바깥쪽으로 형성된다.(2)

사용자 글래스애니멀 2019. 10. 10. 13:11

항성의 질량 증가
원시성은 밀도가 높아짐에 따라 온도도 높아지지만 아직은 그래도 작고 차가운 편이라 중심부에서 수소 핵융합으로 

에너지를 만들어내지 못한다. 표면에 새로 내려앉는 물질들의 힘도 원시성의 온도를 높이는 데 일조한다. 이 단계에서 

원시성은 희미한 적외선과 마이크로파만 방출하기 때문에 좀처 럼 관측되지 않는다. 하지만 결국 원시성은  핵융합 반응을 일으킬 수 있을 만큼 질량이 늘어나지만, 처음에는 수소의 중동위원소인 중수소만을 연료로 쓰게 된다. 

'성숙한' 항성과 달리 원시성은 열을 오로지 대류로만 방출한다. 그중심부의 열은 내비에서 끓는 물이 순환하는 방식대로 올라가 표면에 이른다. 항성의  내류와 자전때문에 발생하는 강력한 자기장은 양극에서 바깥 방향으로 작용하며 주변의 가스와 먼지를 밀쳐내 좁은 구멍을 만든다. 성장중인 원시 성의 열과 플라스마 항성풍은 그 항성에서 그런 극 제트류에 실려 방출된다. 슈의 모형에서 설명하는 이런 특징들은 관측 결과에 따라 확증됐다.

 

거의 완전히 발달한 항성
질량이 태양과 비슷한 항성은 약 1,000만년을 원시성 상태로 보낸다. 원시성의 질량이 증가하면,방사 각도가 넓어진 극 제트류가스 성운의 더 많은 부분을 걷어내게 된다. 결국 원시성의 항성풍은 항성의 표면 
전체에서 세차게 방출되어 주변의 가스 성운을 말끔히 걷어치워 버린다. 바로 그 무렵에 그런 젊은 항성은 처음으로 모습이 드러난다. (질량이 태양 질량의 8배 이상인) 거성들은 그 무렵 이미 수소를 연료로 쓰며 성숙한 항성으로서 짧고 밝은 생애를 살기 시작한다. 하지만 (질량이 태양 질량의 8배 미만인 비교적 작은 항성들은 아직 핵융합 과정을 본격적으로 시작하지 않아서 전주계열성이라고 불린다.

전주계열성은 원반 모양을 이룬 물질들이 아직 둘레는 돌고 있다. 그런 원반부의 일부는 항성풍 때문에 주변의 거대 분자 구름속으로 흩어져버릴 것이다. 그 후 항성 둘레에, 특히 소형 항성 둘레에 잔존하는 물질은 보통 거대 가스 행성을 형성하는데 어쩌면 나중에 암석 행성도 형성할지 모른다.

 

최종 점화
항성 형성의 마지막 단계에서는 전주계열성이 고속으로 자전하며 수축한다. 적색,주황색,황색 왜성(M, K, G, F형 항성)은 질량이 태양 질량의 2배 미만인 전주계열성으로부터 형성된다. 그런 작은 전주계 열성은 성숙한 형 태보다 상당히 크고 밀도가 낮고, 넓은 표면적에서 빛을 방출하므로 훨씬 밝게 보이며,종종 고에너지 액스선도 방출한다. 그런 에너지는

핵융합이 아닌 중력 수축의 산물이다. 작은 전주계열성은 1억 년정도가 걸려야 수소를 연료로 쓸 수 있을 만큼 압축되는데,그럴 무렵이면 원래 질량의 절반 내지 4분의 3을 잃은 상태일 것이다. (질량이 태양 질량의 2~8배인) 큰 전주계 
열성은 다른 경로로 핵융합 반응을 일으키게 되며,드문 청색 왜성(A, B형 항성)을 형성한다.
전주계열성은 명확히 관측되어온 것 중 에서는 가장 초기의 항성 형성 단계에 해당한다. 스피처와 허블 같은 적외선 우주망원경들이 원시성을 어렴풋이 보여 주긴 했지만,대체로 그런 원시성들은 어두운 먼지 구름에 휩싸여 있다. 나사가 새로 만드는 제임스 웹 적외선 우주망원경은 먼지 구름을 꿰뚫어 봄 수 있윤 만큼 감도가 높도록 설계됐다. 어쩌면 머지않아 항성이 탄생하는 순간을 관측하게 될지도 모른다.

 

프랭크 슈

중국 쿤밍에서 태어난 프랭크 슈는 여섯살때 미국으로 이주해 아버지와 함께 지냈다.

아버지는 학구적인 수학자로 MIT에서 연구를 막 시작한 참이었다. 프랭크는 아버지와 마찬가지로 MIT에 들어가서 1963년에 물리학 학사 과정을 마쳤다. 그 곳에 있는 동안 슈는 나선팔에 대한 밀도파 이론을 연구했다. 나중에 그는 하버드대학에 들어가서 1968년에 천문학 박사과정을 마쳤다. 슈는 버클리에서 원시성 모형을 연구했는더, 1986년에 등온 가스구모형에 대한 논물을 완성해 발표했을 때에는 그 대학의 천뭏가과장이 되어 있었다. 지금 슈는 버클리에서 종신 재직권을 보유하고 있다. 최근 몇 년간 그는 천체물리학에 대한 지식을 이용해 기후 변화 문제를 다뤄왔다. 그는 종종 대학원생들과 공동연구를 하기도 하는데, 그 집단은 '슈 공장'이라고 불린다.

댓글
댓글쓰기 폼
공지사항
최근에 달린 댓글
Total
231
Today
0
Yesterday
1
링크
TAG
more
«   2020/04   »
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30    
글 보관함