별의 죽음

사람처럼 별도 다양한 모습으로 죽는다.

일단 지구같은 행성이 아닌 태양같은 별은 우주 공간에 분포하는 먼지와 가스가 만유인력에 의해 모여서 생겨나

독수리 성운에서 먼지와 성간물질이 모여있는, 별의 탄생의 중간과정을 찍은 모습이야.

이름은 '창조의 기둥'

이렇게 별이 만들어 지고 어렸을 때 처럼 성장하게 돼.

수소로 이루어진 성장한 별은 중심 핵에서 수소핵융합반응을 시작해.

높은 압력과 온도 속에서 수소의 원자핵이 4개가 결합해서 헬륨 원자핵을 만드는 걸  수소 핵융합 반응이라고 해.

이처럼 수소 핵융합 반응을 할 때 질량의 결손이 생기지?

아인슈타인이 발견하고 다들 잘 알고있는 식 E=mc^2!

저 식에서 질량이 결손된 만큼 에너지를 방출한다는 걸 알 수 있어.

그 에너지가 별이 방출하는 빛과 열이야.

어쨌든, 이렇게 늙을 때 까지 산 별들은 이제 늙기 시작해

늙었다는 건 별 중심핵의 수소들이 고갈되었다는걸 의미해.

중심핵의 수소들은 다 헬륨으로 변해버려서 에너지가 필요한 별은 중심핵 바깥의 수소를 핵분열 시키기 시작해..

이 때 수소가 방출하는 에너지가 주는 압력, 즉 복사압이 커져서 늙은 별들은 점점 커져.

이렇게 늙어서 커진 별들을 '적색거성'이라고 해.

적색인 이유는 부피가 커지면서 표면의 온도가 내려가서 그렇다

사람이 늙었을 때 초라하게 죽는거나 화려하게 죽는것 처럼 별도 마찬가지다.

적색거성의 질량이 태양의 10배 이상이 된다면, 그 적색거성은 적색초거성이 돼.

근데 그렇지 못한 적색거성들은 바깥부분이 가스랑 먼지로 날아가 버리고 허리굽은 할머니같은 백색왜성만 남아.

백색왜성은 화려했던 과거를 지나온 별이 조그맣고 하얗게 빛나는 걸 보면 숭고한 느낌이 들어.

외로워보이는 이름이지만 숭고한 이 별을 보면 평생 힘들게 살아오신 할머니 할아버지들이 다른 사람돕고 기부하는게 생각나.

어쨌든 별이 압축되어 자그마해졌으니 온도도 매우 뜨겁겠지? 그래서 흰색을 띄어.

이 백색왜성은 천천히 식어가고 결국엔 다시 먼지로 돌아가.

이제 태양 질량10배를 넘어간 적색초거성이 죽는 모습을 알아보자.

일반 적색거성은 부피가 커져서 온도가 내려가기 때문에 중심핵에 있는 헬륨을 핵융합시킬 수 없어.

근데 적색초거성은 질량이 크기 때문에 중심에 있는 헬륨 원자핵을 핵융합 시킬 수 있지.

헬륨이 수소처럼 핵융합을 하게 되면 3개의 헬륨 원자핵이 모여서 탄소를 형성해.

근데 늙었지만 힘센 할배 적색초거성은 탄소도 핵융합시켜버려.

탄소를 핵융합 시켜서 네온도 만들고, 마그네슘, 나트륨, 산소까지 만들어버려.

여기서 멈추지 않는 갓거성은 얘네를 핵융합시켜서 철까지 만들어내버려 (철보다 낮은 원자번호를 가진애들 포함)

태양보다 700배 큰 적색초거성 안타레스A가 있는데

얘네가 철까지 만들어내면 기력이 쇠해서 급격히 노화하기 시작해.

식어가면서 크기랑 온도, 압력이 줄어들면서 수축해.

이 때 터지는게 유명한 초신성 폭발이야.

이 때 폭발하면서 미리 만들어두었던 수소랑 헬륨 말고 나머지 원소들이 지금 행성들을 이루고 있는거야.

우리가 쓰고있는 철, 소금의 나트륨, 등등 수소와 헬륨을 제외한 대부분의 원소들이 이 초신성 폭발을 하면서 나온거지.

별이 폭발을 하고 나면 어떻게 될까?

폭발 후에는 별의 중심부만 남아있게 돼.

근데 이 중심부가 태양의 10배 이상이 되면 중성자별이 되버려.

이 중성자별은 대부분 중성자로 이루어져있고, 밀도가 엄청나게 커.

이 별을 1리터만큼 떼어서 질량을 재보면 1조 톤이 된다니 상상이 안가지?

그리고 중성자 별들은 엄청나게 빠르게 회전하는데, 질량이 크고 빠르게 회전할 때에 강한 자기장을 만들어.

이게 엄청난 방사선을 내뿜는데, 우리가 관측할 때에는 맥박이 뛰는 것 처럼 보여.

그래서 이 중성자 별이 내뿜는 전자기파를 Pulsar라고 불러.

이게 적색초거성의 첫 번째 죽음의 형태야.

두 번째 죽음은 다들 알고있는 블랙홀이야!

태양질량의 30배 이상인 별이 폭발하면 블랙홀이 생성돼

인터스텔라에 나오는 것 처럼 블랙홀만큼 우리가 알지 못하고 신비로운 것도 없을거야.

사실 아쉽게도 블랙홀은 빛마저 빨아들이기 때문에 우리 눈으로는 관찰 할 수 없어.

그래서 블랙홀이 주위의 성간물질을 흡수하는 것을 x선으로 촬영한 결과를 보고 블랙홀을 구분하지.

빛마저 삼키는 블랙홀에서는 경외심마저 느껴져.

사건의 지평, 즉 시간이 멈추는 공간에서 우리는 어떻게 될까?

우리는 시간을 제어하지 못하기 때문에 시간이 멈출 때를 상상하기가 힘들어.

물론 시간 멈추는 야동은 여러번 봤지만, 실제로 우리가 사건의 지평에 간다면 우리는 생각마저 멈춰질까?

아마 들어가보지 않는 이상 경험해 보지는 못할꺼야.

들어가본다고 해도 알릴수도 없고...

우주는 아직도 미지의 세계인 것 같아. 평행우주, 시간의 흐름, 블랙홀, 또 화이트홀의 존재 유무, 등등 정말 궁금한게 많아.