[목차] [clearfix] == 개요 == 별은 항성을 뜻하는 순우리말이며, 비과학적이면서 넓은 의미에서는 하늘의 모든 천체를 별이라고 칭하기도 한다. 본 문서에서는 항성을 다룬다. == 별빛 == 별은 막대한 에너지를 열과 빛에너지의 형태로 뿜어낸다. 별은 다른 빛을 반사하는 것이 아니라 스스로 빛을 내는 것이기에 흑체로 근사가 가능하며, 이에 따라 슈테판-볼츠만 법칙과 빈의 변위 법칙으로 설명할 수 있다. == 진화 과정 == 별은 항상 있는 것이 아니라 탄생부터 죽음까지 이어진다. 또한 질량에 따라 거치는 단계와 그 기간도 제각기 달라 본 문단에서는 태양 질량의 항성을 기준으로 다룰 것이다. === 원시별 === 우주에 넓게 흩뿌려진 성간 물질은 완전히 균일한 것이 아니라 성운과 같이 밀도가 높게 분포하기도 한다. 이렇게 성간 물질의 밀도가 높은 곳에서 초신성 충격파 등 모종의 이유로 뭉쳐지기 시작한다. 성간 물질이 수축하며 중심부의 밀도가 증가하면 중심부의 온도가 상승하고 고밀도의 핵이 형성된다. 아직 수축하지 못한 성간물질은 고밀도 핵을 중심으로 돌며 강창 원반을 형성하고 양극으로 강력한 가스 제트를 분출한다. === 전 주계열성 === ==== 하야시 경로 ==== 표면 온도가 약 4000K에 도달하면 수소 원자가 자유 전자를 포획하여 수소 음이온(H^^-^^)를 형성하기 좋은 환경이 된다. 그러나 수소 음이온은 빛을 쉽게 흡수하여 복사로 에너지가 빠져나가기 어려워져 대류로 에너지를 전달하게 된다. 이 상태에서 표면 온도가 상승하면 수소 음이온이 늘어나 표면 온도가 하강하며 표면 온도가 하강하면 수소 음이온이 줄어들어 표면 온도가 상승하면서 표면 온도가 일정하게 유지된다. 그러나 중력 수축이 일어나기 때문에 H-R도 상에서 아래로 이동하는 경로를 그리는데, 이를 하야시 경로라고 한다. ==== 헤니에이 경로 ==== 하야시 경로를 거치며 중심부의 온도가 상승하면 수소와 헬륨 원자가 이온화되며 불투명도가 감소해 원시핵을 생성한다. 불투명도가 감소함에 따라 복사층이 확장되며 수소 음이온을 파괴하고 표면 온도가 상승한다. 이 때 H-R도 상에서 왼쪽으로 이동하는 경로를 그리는데, 이를 헤니에이 경로라고 한다. === 주계열성 === 마침내 주계열성 단계에 이르면[* 이 때를 영년 주계열, ZAMS(Zero Age Main Sequence)라고 한다. ] 안정적으로 수소 핵융합을 거치며 에너지를 생성한다. 수소 핵융합으로 발생하는 복사압과 중력 수축이 평형을 이루며[* 이를 정역학 평형이라고 한다. ] 크기와 표면온도가 거의 일정한 매우 안정한 상태가 된다. 이름에서 알 수 있듯 별의 일생 중 가장 오랜 기간 있는 단계이며 그에 따라 대부분의 별들은 주계열성이다. 이 때 H-R도 상에서 거의 정적이나, 서서히 위로 올라간다. 주계열성을 벗어나기 직전 가장 올라가 있을 때를 TAMS(Terminal Age Main Sequence)라고 한다. 태양 질량 기준으로 이 단계에서 중심부의 온도는 높아 불투명도가 감소해 복사층을 가지며 표면에서는 온도가 비교적 낮아 온도 경사가 급해져 불투명도가 상승해 대류층을 가진다. === 준거성가지 === TAMS 단계를 벗어나 중심의 수소를 모두 소진하면 수소 핵융합이 멈추며 정역학 평형이 깨져 중심핵이 수축한다. 중심핵이 수축함에 따라 온도가 상승하며 중심핵 바로 바깥에서 수소 핵융합이 일어난다. 이를 수소 껍질 연소라고 한다. 수소 껍질 연소가 일어나며 발생한 복사압에 의해 외피가 팽창하고 중심핵은 더욱 수축한다. 이 때 H-R도 상에서 오른쪽으로 이동하는데, 이를 준거성가지라고 한다. === 적색거성가지 === 준거성가지를 거쳐 중심핵이 더욱 수축하여 전자 축퇴 상태가 된다. 이 정도까지 수축하게 되면 중심핵의 중력이 강해져 수소 껍질 연소가 일어나던 수소 껍질이 수축하여 온도가 급상승한다. 이로 인해 수소 껍질의 CNO 순환 과정이 폭발적으로 일어나 복사압이 매우 강해져 외피가 크게 팽창한다. 이 때 H-R도 상에서 위로 올라가는데, 이를 적색거성가지라고 한다. === 헬륨 섬광 === 적색거성가지 막바지에 이르러 중심부 온도가 1만 K에 도달하면 삼중알파과정을 통해 중심핵에서 헬륨 핵융합이 시작된다. 그러나 중심핵은 전자 축퇴 상태이므로 온도가 상승해도 팽창하지 않으며 이로 인해 헬륨 핵융합이 폭발적으로 일어난다. 이 에너지는 대부분 전자 축퇴 상태를 푸는데 사용되어 광도는 거의 변하지 않고 중심핵의 축퇴가 풀린다. 수 분 내로 일어나는 매우 짧은 현상이다. === 수평가지 === 헬륨 섬광 이후 중심핵은 헬륨 핵융합을, 수소 껍질은 수소 핵융합을 안정적으로 진행하는 단계이다. 이 때 중심핵이 팽창하며 외곽층이 수축하는데, 광도가 감소하고 표면온도가 상승하며 H-R도 상에서 왼쪽 아래로 이동하는데, 이를 수평가지라고 한다. === 점근거성가지 === ==== 초기 점근거성가지 ==== ==== 열맥동 점근거성가지 ==== ==== 후기 점근거성가지 ==== === 행성상 성운 === === 백색왜성 === == 여담 == * [[윤성빈]]의 장래희망은 별이다. [[category:천문학]]
