과학도서 - 별의 탄생과 죽음을 읽고 별의 탄생과 죽음

별의 탄생과 죽음
학교방학 숙제에 과학 독후감 2개 쓰기가 있다.
그래서 어떤 과학책을 보면 될까 생각하다가 이 책을 고르게 되었다.
평소에 새로운 별에 관심이 많았는데 별의 탄생과 죽음이라고 해서 별도사람처럼 탄생과 죽음이 있구나 하고 생각하게 되었다.
150~200만 년 전에 빅뱅이 생기면서 우주가 탄생하였다.
우주가 팽창하면서 수소와 헬륨 이 두 원소가 생겼는데 이 원소들은 가장 간단한 원소들이다.
이 원소들은 거대한 가스 구름을 형성하였으며 이 구름은 다시 크고 작은 여러 조각들로 나뉘어 졌다.
그리고 이 조각들이 뭉쳐서 은하와 은하를 이루고 있는 수많은 별들을 만들었다.
하지만 이 은하를 만든 가스 구름들(별들)은 모두 빅뱅이 발생한 그 즉시 만들어 진 것은 아니라고 한다.
그 증거로 우리가 태양이라고 부르는 별이 만들어 진 것은 겨우 50억년 전이었다고…(생략)

낮아 붉은 빛으로 희미하기 보인다.
그러나 태양보다 크고, 또 뜨거우며, 밝은 별들도 있다.
남십자자리의 가장 밝은 두 별은 태양보다 몇 천 배나 밝다고 하고 센타우루스 자라의 베타별은 태양보다 8천200배 이상 오리온자리의 리겔은 5만 2000배 이상이나 밝다고 한다.
그렇게 많은 빛을 내기 위해서는 엄청나게 많은 양의 수소가 필요하다고 한다.
다시 말해서 밝은 빛을 내기 위해서는 수소를 아주 빨리 소모해야 한다.
큰 별일수록 질량이 크기 때문에 수소 연료가 더 많으면 수명이 길 것으로 생각이 든다.
하지만 그렇지 않다고 한다. 연료 량에 비해서 소모량이 더 많기 때문에 그러한 별들의 수명은 그리 길지 못하고 수소를 다 쓸 때까지 고작 몇 백만 년밖에는 빛을 내지 못한다고 한 다.
태양처럼 안정된 상태에서 별이 빛나고 있을 때, 우리는 그 별을 주게 열성이라고 한다. 오랜 시간이 흐르면서 주게 열성의 중심부에는 헬륨이 점점 모이게 된다. 수소 연료가 줄어듦에 따라서 별은 수축하여 중심부에 모인 헬륨을 압축시킨다고 한다.
계속 그 럼에 따라 더 무거운 원소들이 만들어지고 막대한 양의 열에너지는 별의 바깥 층을 팽창시키게 된다고 한다.
그렇게 되면서 별의 크기는 어마어마하게 커지게 되고 바깥 층의 온도가 낮아지면서 붉은빛을 내게 된다. 이러한 별들은 우리는 적색 거성이라고 부르게 된다.
철같이 무거운 원소들이 별의 중심부에 어느 정도 모이면, 핵융합 반응이 더 이상 일어나지 않게 된다. 그러면 식어서 열을 일어버린 별의 중심부는 쪼그라들게 되는데 이때 바깥 층은 터져나가게 된다. 별이 크면 클수록 폭발도 엄청나게 크다고 한다.
1604년 이후에 발견된 초신성 폭발은 모두 멀리 떨어져 있는 은하에서 있었다고 한다.
그래서 망원경을 통해 겨우 희미하게나마 볼 수 있었다고 한다.
그런데 1987년 2월 은하로부터 약 16만 광년 떨어진 대 마젤란 운에서 초신성 폭발이 발견되었다고 한다.
이 폭발은 지난 400년 간 볼 수 있었던 초신성 중에서 지구에 가장 가까운 곳에서 일어난 폭발이었다.
그것은 우리 태양보다 무려 10억배나 더 밝았다고 한다.
초신성 1987A는 1604년 이후, 눈으로 식별할 수 있었던 첫 번째 초신성이었는데 지구의 남반구에서만 관찰할 수가 있었다고 한다.
현대적 관측 기기를 사용하여 과학자들은 처음으로 비교적 가까운 거리에서 생긴 초신성을 관측할 수 있었다.
언젠가는 태양도 죽게 될 것이다. 적도도 지금 상태의 별로는 남이 있을 수 없을 것이다.
약 50억년 후가 되면 우리 태양도 중심부에 모인 헬륨을 태우기 시작할 것이며 그러게 되면 바깥 층이 팽창하면서 차가워져 붉은 색을 띠게 될 것이다.
태양의 표면 온도는 지금보다 낮아지겠지만 팽창으로 인해 표면적이 커졌기 때문에 전체적으로 내보내는 열은 지금보다 훨씬 많아지게 될 것이다.
그렇게 되면 지구에서는 생명체를 더 이상 찾아볼 수 없게 될 것이며 결국 태양은 너무나 부풀어서 수성, 금성, 지구를 모두 삼켜 버릴 것이라고 한다.
시간이 더 지나면 화성까지도 삼켜 버릴 것이라고 한다.
그 때쯤이면 지구는 이미 기체로 변해 있는다고 한다.
다시 말해 지구는 더 이상 존재하지 않게 된다고 한다.
비록 지구가 사라졌다 하더라도 태양은 적색 거성으로 남아 빛나고 있을 것이라고 한다.
그리고 적색 거성이 된 후 10억년 정도 지나면 태양은 붕괴도리 것이라고 한다.
태양의 질량은 그리 크지 않기 때문에 붕괴되더라도 결코 초신성과 같은 격렬한 폭발은 동반하지 않는다고 한다.
그러나 백색 왜성으로는 될 수 있다고 한다.
백색 왜성이 되는 과정에서 태양은 자신의 바깥층 가스를 사방으로 밀어내어, 행성상 성운이라고 불리는 아름다운 고리를 만들 수도 있다 실제로 우리는 이러한 천체들을 볼 수 있다고 한다.
중심부에서는 백색 왜성이 빛나고 있으며 고리 모양의 가스는 그 주위에서 팽창하게 된다고 한다.
태양은 백색 왜성의 상태에서 수십억 년을 더 지탱할 수 있다고 한다. 마치 다 타버린 나무가 서서히 식어 가면서 점점 숯으로 되어 가듯이 태양도 백색 왜성의 단계를 거쳐 서서히 하나의 흑색 왜성으로 식어 갈 것이라고 한다.
초신성이 하나 폭발하면 그 별을 이루고 있던 물질들은 사방으로 흩어진다고 한다.
초신성 폭발 때 나온 물질로는 수소나 헬륨보다 더 복잡한 원소들이 포함되어 있다 예를 들면 탄소, 산소, 규소, 철 등의 중원소이다. 그래서 별고 별 사이에 존재하는 가스 구름에는 이러한 중원소들이 포함되어 있기 마련이다. 만일 여기에서 새로운 별이 만들어진다면 그 별은 이와 같이 복잡한 종류의 원소를 갖게 될 것이라고 한다.
이 별은 먼저 있었던 별들이 내 놓은 물질들이 뭉쳐져서 새롭게 탄생한 것이기 때문에, 우리는 이 별을 제 2세대의 별 이라고 부른다. 태양은 제 2세대 별 가운데 좋은 예이다. 제 1세대 별들은 우리의 목성과 비슷하게 주로 수소와 헬륨만으로 이루어 졌을 것이다. 제 2세대 별들만이 바위나 금속 성분을 포함한 생성을 가질 수 있다고 한다.
바로 우리 지구가 이러한 성격의 행성이라고 한다.
우리의 몸을 구성하고 있는 복잡한 원자들도 따지고 보면, 아주 오래 전에 있었던 별에서 생겨난 것이므로 우리 인간도 저 우주의 별에서 태어났다고 할 수 있을 것 같다.
빅뱅 당시에는 수소와 헬륨만 이 생성되었고 이보다 복잡한 원소들은 모두 대폭 발이 끝난 후 별들의 중심부에서 생겨났으며 거대한 초신성 폭발로 우주 공간 속에 다시 뿌려 지게 되었다. 우리 지구와 우리의 몸도 거의 모두가 이러한 복잡한 원소들로 구성되어 있다고 하는데 이것은 우리 지구와 몸을 구성하는 거의 모든 원소가 아주 오래 전에 격렬하게 폭발했던 어떤 별의 중심에서 생성된 것임을 의미한다.
따라서 우리들은 별들의 자녀임이 아닐까?
우주는 알려진 것만 해도 어마어마하고 복잡하고 신기한 것들이 많다.
세월이 지나고 좋은 관측기구들이 생겨나면서 더 많은 우주의 비밀들이 밝혀 질 것이다.
정말 우주의 비밀을 다 벗겨내기 까지는 얼마나 많은 시간이 걸릴까?
내가 커서 한번 우주 여행을 떠나고 싶다.
우주의 비밀을 한 부분이라도 벗겨내기 위해서..