별의 일생 : 네번째 이야기 초신성

 안녕하세요. 스타민s 입니다. 별의 일생 세번째 별의 종말에 이어서 다하지 못한이야기 네번째 이야기 입니다. 태양과 비슷한 크기의 별이 마지막 순간을 맞이 할 때 어떻게 되는지 알아 봤습니다. 연료를 다 태운 별은 중력에 힘에 못이겨 백색왜성이 되고 보통 별들이 쌍둥이나 다중으로 되어 있는데 이들 별중에 하나가 백색왜성이 되면 다른 별을 흡수하여 폭발해버리는데 이를 1A형 초신성이라고 합니다. 그렇다면 태양보다 10밴나 큰 행성은 어떤 종말을 맞이 하게 될까요? 한번 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 거대한 별들은 수소원료가 바닥 나더라도 다른 원소들을 핵융합반응 시킵니다. 수소가 융합되서 헬륨이 되고 헬륨이 반응해서 산소와 탄소를 만들고, 산소가 네온과 마그네슘으로 변하고 이것들이 다시 황과 규소로 변합니다. 그리고 점점 핵속에 철이 쌓기기 시작합니다. 안쪽부터 무거운 원소들이 순서대로 자리 잡게 됩니다. 철은 쌓이면서 점점 불안전해 집니다. 그리고 태양질량에 1.5배에 도달하게 되고 부서져버립니다. 핵이 부서지면서 박같층과 충돌하면서 엄청난 폭발을 일으키게 됩니다. 이것을 2초신성이라고 합니다. 초신성은 아주 중요한 역할을 하는데 우리세상을 구성하는 무거운 원소들의 원천이 됩니다. 이런 원소들이 폭발과 함께 우주로 퍼져나가서 또라는 별과 행성의 재료가 됩니다. 2형초신성의 폭발로 인해서 중원소들을 우주로 뿜어내는 동안 별의 핵은 손상되지 않고 남아있게 됩니다. 이제 다시 중력의 힘을 생각할 때입니다. 중력은 다시 별을 파괴하려 들겁니다. 그러나 백색왜성보다 더 작은 핵이 되어 있는 상황에서 별을 파괴 하려면 엄청난 힘이 필요하게 됩니다. 그로 인해서 전자는 양자와 결합하여 중성자가 됩니다. 전자의 밀어내는 압력이 사라져서 별은 진짜 마지막을 맞이 할거 같지만 이 중성자도 서로 밀어내는 역할을 하여서 중력과 평행한 안전한 상태가 되버립니다. 이렇게 중성자 별이 됩니다. 이 상태가 직경 15km밖에 되지 않는다고 합니다. 압력에 의해 수축이 되고되고 하다 가장 한정한 상태까지 된것입니다. 밀도는 엄청 높습니다. 태양의 1.5배 되는 별이 15km가 된 때문에 그 무게는 감히 상상할 수 없습니다. 중성자별에서 한스푼정도의 무게가 수십억톤이나 나간다고 합니다. 인간은 수십억톤을 상상도 하기 힘든데 도저히 상상이 안갑니다. 그리고 중성자별은 1초에 수백바퀴를 돌만큼 자전속도가 빠르다고 합니다. 엄청난 속도로 회전하면서 커다란 자기장을 만들게 되는데 자기장도 중성자별의 자전속도에 맞춰 빠르게 회전하게 됩니다. 그래서 대전입자와  전자들이 자기장을 따라서 같이 빠르게 회전하는데 특히 빠르게 이동하는 전자들이 빛을 방출하게 됩니다. 계속 회전을 하면서 정확하게 빛과 일직선이 되면 그 빛을 관측 할 수 있다고 합니다. 이 것을 펄서라고 합니다. 중력도 엄청 큽니다. 우리가 달에 갔을 때를 상상해 봅시다. 60kg인 사람이 달에 가면 우리는 1/6로 무게가 줄어서 10kg이되는데 중성자별에가면 100억톤이 넘게 나간다고 합니다. 300키로만 되어도 몸을 가누기 힘들것인데 100억톤이면 우리는 얇은 종이짝마냥 중성자별에 붙어버릴 것입니다. 무서운 별입니다.

 질량이 태양의 30배이상이 되는 별들도 있는데 이별은 태양의 10배정도 되는 별과는 차원이 다른 중력을 갖습니다. 그래서 별이 그 중력을 이겨내지 못하고 질량이 중성자별을 완전히 부셔버리게 됩니다. 그리고 측정이 블가는 한 천체로 변하게 됩니다. 이것을 블랙홀이라고 합니다. 중성자별은 별의 승리이고 블랙홀은 중력의 승리라고 할 수 있습니다. 이렇게 별의 일생을 알아 봤습니다. 별의 일생과 관련된 세부적인 내용들을 앞으로 이야기 해나가겠습니다. 감사합니다.

 

2017/07/31 - [지구과학] - 별의 일생 : 첫 이야기 별의 탄생

2017/08/01 - [지구과학] - 별의 일생 : 두번째 이야기 주계열성

2017/08/02 - [지구과학] - 별의 일생 : 세번째 이야기 별의 종말