우주의신비 천체란??-2-

1. 초신성이란

가수그룹의 이름에도 초신성이란 이름이 사용되기도 했다. 초신성이란 무거운 별이 생명력을 다한후에 마지막 최후의 순간에 대폭발을 일으키는것을 말하는데, 태양보다 약 8배이상 무거운 별이 초신성 폭발을 일으킨다. 초신성은 새로운 별이 탄생한것처럼 빛나지만, 사실은 별이 수명을 다 한후에 쏘아올리는 불꽃인셈이다.

초신성의 밝기는 우리은하에서 초신성이 등장하면, 보름달의 100배나 되는 밝기로 빛이 나거나 대낮에 보이기도한다. 초신성은 별이 일생동안 내는 모든에너지에 맞먹는 에너지를 한순간에 방출하는 것이기 때문이다. 대략 약 100억년 의 에너지를 방출하는셈이다. 

초신성이 나타나는 시기는 우리은하에서는 약 100년에 한번꼴로 초신성이 등장한다고한다. 하지만 최근에 들어서는 약 400년 동안 초신성이 나타나지 않고 있다고 한다. 우리가 흔히 알고 있는 오리온자리의 베텔게우스가 초신성이 될수 있다고 하니 앞으로 잘 지켜본다면, 1000년 안에 초신성이 나타나는 현상을 볼 수 있지 않을까 싶다.

그렇다면 신성과 초신성은 무엇이 다르기에 부르는 이름이 다른걸까? 

신성은은 백색 왜성의 표면에 폭발이 일어나, 일시적으로 별이 밝게 빛나는 현상을 의미한다. 하여 신성과 초신성은 새로운 별의 탄생을 알리는 말이 아님을 알아두길 바란다. 백색 왜성근처에 다른 별이 접근할때 신성 폭발이 일어난다.

2. 중성자별

중성자별은 초신성 폭발때문에 원래 별의 중심부가 완전히 깨지면서 생기는 것을 말한다. 중성자별은 초신성폭발이 끝난 뒤에 생기는 별로써, 아주 작고 무거우며 밀도가 무척 높다. 원자를 구성하는 소립자 중 하나로 중성자가 꽉 채워져 있기 때문에 중성자 별이라고 부르는것이다.

중성자별의 무게는 어떻게 될까?

초고밀도인 중성장 별은 무게가 수억톤에 달하는 각설탕이라고 생각하면 이해하기가 쉬울것이다. 그래서 태양과 같은 무게의 중성자별의 경우에도 크기는 태양의 약 7만분의 1밖에 되지 않는다고 한다. 태양의 반지름이 약 70만 km 이라면 중성장별은 약 10km정도라는 것이다.

3. 블랙홀

자 그러면 중성자별보다 더 밀도가 높은건 무엇이 있을까?? 바로 블랙홀이다. 블랙홀은 태양보다 수십배 이상의 무거운 별이 초신성 폭발을 일으키면 생기는 것으로 추정하고 있다. 태양보다 약 8배이상 무거운 별이 초신성 폭발을 하게 되면 중성자 별이 생성이 되고, 태양보다 수십배나 무거운 별이 초신성 폭발을 하였을때는 블랙홀이 형성된다. 블랙홀은 주위에 엄청나게 강한 중력을 생성하는데, 이세상에서 가장 빠른 빛마저 블랙홀의 중력을 거스르지 못하고 안으로 빨려들어가버린다. 그래서 블랙홀이 우리가 봤을때 암흑으로 보이는 것이다. 이는 블랙홀 주변에 강한 중력으로 인해 빛이 휘어져서 생기는 현상이다.

4. 성운(成雲)

성운이라 말그대로 구름같아 보이는 천체를 표현한 단어이다. 성운은 가스와 먼지로 이루어져있는데, 우주공간에는 아주 옅은 가스와 먼지가 떠돌아다니는데 이를 '성간물질'이라고 표현한다. 그중에서도 밀도가 높아서 구름같이 보이는 부분이 성운이다. 성운의 크기는 초기가스의 구름 크기에 의존하여 다양하게 변하는데, 형성되는 별의 개수도 굉장히 다양해질수도있다. 몇몇의 성운들은 무겁고 짧은 일생을 사는 별들의 죽음의해서 생기는 초신성 폭발의 결과로 형성된다. 즉 초신성폭발의 잔해로 부터 이온화된 물질들이 떨어져 나가서 생긴 천체이다. 이러한 성운의 가장 좋은 예는 황소자리의 게성운이다. 이 성운의 명칭은 SN1054로써 1054년에 발견되었고, 이 중심에는 폭발하는 동안에 만들어진 중성자별이 존재하고 있다.

성운의 종류

성운의 종류에는 확산 성운과 원시 행성상 성운, 행상상 성운이 있다.

확선성운에는 대부분 성운이 확산성운이라고 알려져있는데, 팽창하고 있으면서 경계가 뚜렷하지 않은 성운을 말한다. 확산성운에는 발광성운, 반사성운, 암흑성운으로 구분되는데, 이 같이 분류를 하는 기준은 어떻게 빛을 볼수 있느냐에 의존하여 만들어진것이다. 방출성운은 이온화된 가스를 포함 한것이다. 이러한 방출성운은 종종 H2지역이라고 부른다. H2라는 용어는 전문적인 천문학에서 사용된다. 방출성운과 대조되는 성운이 반사성운인데 이것은 스스로에 의해 가시광선이 생성되지 않는다는 것을 이미하는데, 이러한 성운들은 스스로 빛을 내지 않는 대신에 근처에 별들로 부터 빛을 받아 반사를 한다. 암흑성운은 확산성운과 비슷하지만 그것들은 성운자체의 방출또는 반사 빛이 보이지 않는다. 그대신에 훨씬 먼곳의 별들의 앞에 또는 방출성운앞에서 검은 구름으로 보인다. 

원시행성상성운은 별이 빠르게 항성 진화를 하는 도오안에 만기 점근 거성 부류 상태와 행성상 성운 상태 다음에 오는 짧은 생애 상태의 천문학적인 물체이다. 적외선을 많이 방출하면서, 반사성운의 일종으로 부메랑 성운, 달걀 성운, 페가수스자리LL, 호리병박성운, 서리사자성운, 적색 직사각형 성운 등이 있다.

행성상성운에는 백색왜성으로 진화할때 작은 질량ㅇ의 별들이 점근거성 부류의 별들로 부터 가스로 이루어진 껍질을 방출하여 형성되는 성운이다. '행성상성운'이라는 용어는 1780년대에 윌리엄허셜이 고안한 것으로 망원경을 들여다 봤을때, 행성처럼 원반 모양의 상을 나타낸다고 해서 만들어진 용어이다. 그래서 엄연히 말하면 틀린 용어이지만 허셜이 이 용어를 널리 사용하였기 때문에 지금까지 사용되고 있다. 행성상성운의 수명은 수만년 정도로 추정하고 있으며, 별의 수명이 수십억년 정도인것에 비해서는 상대적으로 아주 짧게 지속되는있는 수명이다.

별의 수명이 거의 다 끝난 적색거성 단계에서, 별의 외피층은 강력한 항성풍(항성의 상층부 대기에서 분출되는 하전 입자의 흐름)의 의해서 바깥으로 방출된다. 그결과로 적색거성의 대기 대부분이 팽창해서 나가고 나면, 노출되었던 뜨겁고 밝은 항성핵이 자외선을 내뿜고 팽창한 외피층을 전리시킨다. 이렇게 흡수된 자외선은 중심별 주위의 흐릿한 기체를 만들고, 알록달록한 행성상 성운을 보이게 한다. 

5. 초신성잔해

앞서 설명한 대로 초신성은 질량이 큰별들이 마지막생에 도달했을때 일어나는 현상응로, 그때 별의 핵에서는 핵융합이 멈추고 ㅂ려들은 별들 안쪽으로 수축을 한다. 이로 인해 별의 폭발이 야기된다. 특별한 확산 성운의 유형인 초신성 잔해는 가스 표면의 팽창으로부터 형성이 되는데 많은 광학적 및과 엑스선이 이온화된 가스로부터 기원하여 초신성 잔해로부터 나온다. 그러나 상당한 양이 전파방출이 싱크로트론 방출이라 불리는 비열적방출로 인해서 나온다.