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별 탄생 성단(NGC 3603: X-Rays From A Starburst Cluster) 목록

조회 : 1138 | 2005-12-26


NGC 3603 성단은 약 2만 광년 떨어져 있는 산개성단으로 우리 은하의 카리나 나선팔에 위치해 있다. 현재 지구 궤도를 돌고 있는 찬드라 x 선 관 측위성이 찍은 이 가상 칼라 사진에는 천문학자들에게는 잘 알려진 대규모 별 탄생 지역에 속해 있는 젊은 성단이 나타나 있다. 사진의 색깔은 x 선의 강도를 나타내는데 초록색은 약한 x 선이 나오고 있는 지역을 나타내고, 붉은 색이나 보라색은 x 선이 아주 밝은 곳을 나타낸다. 이 성단의 별들은 약 백만년이나 2백만년 전 같은 시기에 형성되었다. x 선은 큰 질량을 가진 젊은 별 자체에서 나오거나 아니면 이러한 별들에서 불어나오는 별바람이 그 원인일 것으로 보인다. 우주에 여기 저기 퍼져 있는 x 선 발생원들은 대개 커다란 별의 마지막 단계인 초신성의 잔해이거나 중성자성이다. 하지만 이처럼 젊은 성단에는 그러한 것들이 있을 리가 없다. 우은 성단에는 그러한 것들이 있을 리가 없다. 우리의 이웃인 NGC 3603 성단은 먼 곳에 있는 많은 별이 탄생하고 있는 별탄생은하의 비밀을 푸는 열쇠가 될 것으로 생각하고 있다.






별은 가스와 티끌의 구름 속에서도 특히 밀도가 높은 부분에서 형성됩니다. 구로 된 이와 같은 물질의 덩어리는 주위의 물질을 중력의 작용으로 거두어들여 성장하여 원시별이 됩니다. 이와 같은 원시별은 질량이 커짐에 따라 중심핵의 물질은 중력으로 자꾸 압축되고, 핵의 압력이나 밀도, 온도는 상승을 계속 합니다. 핵이 일정한 온도까지 가열되면 원시별은 연한 붉은빛을 방사하기 시작합니다. 그 빛깔은 온도가 다시 상승함에 따라 보다 밝은 붉은빛으로 빛납니다. 중심 온도가 1000만 K 정도에 이르면 수소가 헬륨으로 변하는 핵융합 반응이 시작되고, 일단 핵융합로에 불이 붙으면 원시별은 주계열성이 됩니다. 즉 별이 태어난 것입니다. 그러나 원시별을 형성하기 시작해도 너무 작아서 핵융합이 시작되지 않은 천체는 갈색 왜성이 됩니다. 이것은 지금으로서는 1개밖에 발견되지 않았는데 계속 찾고 이는 중입니다.





원시별이 모체가 된 성운에서 물질을 거두어들이고 있는 동안에, 자전속도는 자꾸 빨라지고, 이윽고 원시별의 둘레에 물질로 된 큰 회전 원반이 형성됩니다. 그 중에서 작은 덩어리가 형성되어, 이것이 원시 행성이 됩니다. 그 질량은 가열되어 별이 될 만큼은 커지지 않기 때문에 응축하여 행성이 되는 것입니다.
새로운 별의 둘레에는 흔히 행성이 형성된다면, 우리들의 은하 속에는 틀림없이 몇십억이나 되는 행성이 있을 것입니다.






실제로 행성의 형성이 진행되고 있는 가능성이 있는 별이 몇몇 있습니다. 26광년 떨어진 베가도 그 하나입니다. 별의 형성이 아직 원시 행성 단계에 있는 동안의 행성계는 가스에 덮여 있어 새로 태어나는 별이 방사하는 약한 빛으로 흐리고 붉게 빛납니다. 하지만 최종적으로는 일정한 성장 단계에서 별이 가스를 불어 날려 버리는 것도 생각할 수 있습니다. 그 때는 행성계의 가스나 티끌도 깨끗이 불어 떨쳐 버립니다.






원시별이 주계열성이 되면, 그 뒤는 수백만 년에서 수십억 년 동안 거의 안정되어 계속 빛납니다.
별의 안정도, 즉 주계열성으로 머물러 있는 기간은 그 별의 질량에 의해 결정됩니다.
적색 왜성은 지금으로서는 알려져 있는 별 중에서 질량이 가장 작고, 그 때문에 중심핵 온도는 약 1000만 K, 즉 간신히 수소 융합 반응을 일으킬 수 있는 정도입니다. 그래서 빛은 차가운 붉은 빛이고, 표면 온도는 겨우 300 K 정도밖에 안 됩니다. 그러나 수소가 타는 속도가 매우 더디기 때문에 수명은 약 1조 년 정도로 매우 깁니다.
태양과 같은 별은 질량이 적색 왜성의 10배 전후로, 중심핵 온도는 약 1500만 K입니다. 에너지 방출 속도도 적색 왜성보다 훨씬 크기 때문에 표면 온도는 6000 K 정도입니다. 수소 연소 속도도 적색 왜성보다 빨라, 수명은 백억 년 정도로 짧아집니다.
오리온의 벨트에 있는 것 같은 질량이 매우 큰 별은 온도가 아주 높아 그 때문에 청백색 빛을 방사하고 있으며, 표면 온도가 3만 K 이상에 이르는 것도 있습니다. 태양의 35배라는 큰 질량 때문에 중심핵의 온도도 4000만 K나 되는 고온입니다 그 반면 에너지를 물쓰듯 쓰기 때문에 연료가 바닥나는 것도 빨라, 수면은 겨우 수백만 년 입니다.







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