별이란 무엇일까?

별이란 무엇일까? 별은 핵융합을 통하여 스스로 빛을 내는 천체로 정의된다. 별은 차갑고 어두운 성간(星間)에서 태어나 우주를 밝히고 또 데운다. 별은 인간에게 우주를 가르쳐 주기도 한다. 태곳적부터 인간은 어두운 밤에 빛나는 별을 보고 우주를 인식하게 되었다. 과학자들은 별이 빛나고 있음으로 인해 우주의 크기를 가늠할 수 있게 되었다. 별은 얼마나 많을까? 천문학자 케플러는 별이 무한히 많고 우주가 무한하다면 밤하늘은 어둡지 않을 것이라고 생각했다. 이런 과학자의 호기심이 우주가 팽창한다는 사실을 발견하게 하였고 우주의 기원을 생각하도록 이끌었다. 별은 우주의 바다를 항해하는 인간에게 등대의 역할을 하는 것이다.

 

 

허블우주망원경으로 촬영한 소마젤란은하 안에 있는 별들의 탄생 지역이다. 붉은 성운을 배경으로 새로 태어난 별들이 밝게 빛나고 있고 아직 핵융합을 시작하지 않은 탄생기의 별들이 모습을 드러낼 때를 기다리고 있다. 별들은 성간에서 수십-수백 개씩 무리 지어 태어난다. 성간은 밀도가 희박하여 가스와 먼지들이 자체 중력으로 뭉치기 시작하려면 태양 질량의 수백-수천 배가 필요하다. 이렇게 엄청난 양의 가스와 먼지가 수축하면서 군데군데 부분적으로 밀도가 아주 높아진 부분이 생긴다. 그래서 많은 별이 동시다발적으로 만들어진다.  [사진_ NASA, ESA, and A. Nota (STScI/ESA)]

별처럼 많다는 말이 무슨 뜻일까? 여기 그 답이 있다. 사진은 궁수자리의 한 부분을 허블우주망원경이 촬영한 것이다. 셀 수 없을 정도로 많은 별들이 구름처럼 모여 있다. 알고 보면 밤하늘의 별과 별 사이 어두운 공간 너머에도 수많은 별이 숨어있다. 큰 망원경으로 보면 그 보이지 않던 찬란한 별들이 드러난다. [사진_ Hubble Heritage Team]

소마젤란은하 안의 NGC 602 성운을 촬영한 것이다. 500만 년 전에 새로운 별들이 태어나 자신들의 요람인 성운을 빛나게 만들고 있다. 별이 태어나는 곳은 절대 온도 10K(영하 263℃)의 아주 차갑고 어두운 성운 속이다. 우주를 밝히는 뜨거운 별이 우주에서 가장 차갑고 어두운 곳에서 태어난다는 것은 매우 역설적이다. [사진_ NASA, ESA, and Hubble Heritage Team(STCsl/AURA)]

소마젤란은하 안의 한 산개성단인 NGC 290 별들이다. 보석상자 속의 보석들 보다 더 눈부시게 빛나고 있다. 별들은 각기 다른 색깔을 갖는다. 별의 색깔은 맨눈으로 볼 때보다 사진으로 더 잘 드러난다. 색깔은 별의 표면 온도에 따라 달라진다. 붉은 별은 표면 온도가 3000도 정도로 낮고, 푸른 별은 10000도 정도로 높다. [사진_ ESA & NASA]

황소자리 방향으로 430 광년 거리에 있는 플레이아데스성단(M45)의 별들과 그를 둘러싼 성운의 모습이다. 이 사진은 NASA의 적외선 우주망원경 스피처로 촬영한 것이다. 적외선 우주망원경은 성운 속에 숨어 있는 어두운 적외선 별을 볼 수 있게 해준다. 플레이아데스 성단의 별들은 5000만 년 전에 하나의 성운에서 같이 태어난 한 자매 별들이다. 그리스 신화에서는 이 성단을 아틀라스와 그 딸들인 7자매 별로 부르지만 이 성단에는 무려 3000개의 별이 있다. [사진_ NASA/JPL-Caltech/J. Stauffer (SSC/Caltech)]

남반구의 켄타우루스자리의 오메가 별은 맨눈으로 보면 하나의 별처럼 보인다. 그러나 오메가 별은 하나의 별이 아니라 1000만개의 별이 공처럼 뭉쳐진 구상성단이다. ‘오메가 센타우리’라 불리는 이 구상성단은 15000광년 거리에 있다. 은하수 중심을 둘러싸고 있는 160여 개 구상성단들 중에서 가장 커서 지름이 150광년이나 된다. [사진_ NASA, ESA, and Hubble Heritage Team(STCsl/AURA)]

이 사진에는 별의 일생이 모두 나타나 있다. 우측 하단의 밀도가 높은 기체 덩어리 속에서 새로운 별들이 형성되고 있다. 가운데에는 젊고 밝은 별들이 모여 있는 모습이 보인다. 이들은 자외선을 내뿜어 성간 물질을 날려 보내고 성단으로 모습을 선명하게 드러내고 있다. 좌측 상단에 있는 큰 별들은 외곽부가 팽창하여 빛나는 가스 고리를 만들고 있다. 종말이 가까운 것이다. 별은 성간에서 태어나 다시 성간으로 되돌아간다. [사진_ Wolfgang Brandner, Eva Grebel, You-Hua Chu, and NASA]

별은 성간의 수소 기체와 먼지 덩어리가 중력에 의해 모이면서 만들어진다. 이렇게 모인 물질은 수축하면서 중심의 온도가 점점 올라간다. 온도가 400만도를 넘어서면 수소가 헬륨으로 바뀌는 핵융합 반응의 불이 붙는다. 별로서 그 존재를 드러내게 되는 것이다. 사진은 전갈자리에 있는 NGC 6357 성운에서 새로 태어난 별들이다. 사진 위쪽의 밝게 빛나는 별들은 모두 태양 보다 질량이 크고 밝다. 가장 밝은 별(Pismis 24-1)은 지금까지 발견된 별들 중에서도 가장 질량이 큰 별에 속한다. [사진_ ESA / NASA]