별은 어떻게 형성됩니까?
답변
별의 형성은 매우 흥미로운 과정입니다. 별은 성운에서 태어난다.
성운은 실제로 성간 공간에 있는 먼지 구름입니다. 성간 구름은 일반적으로 중력과 가스 압력 사이에 균형이 있음을 의미하는 정역학적 평형 상태에 있습니다. 그러나 구름이 밀도가 높고 충분히 차갑다면 중력이 가스 압력보다 우세하여 구름의 중력 붕괴로 이어집니다.
- 프로토스타 단계 - 구름이 계속 붕괴함에 따라 덩어리의 중심이 수축을 계속하면서 가열되는 프로토스타로 알려진 조밀하고 중력적으로 안정된 핵으로 붕괴됩니다. 프로토스타는 주변 분자 구름에서 더 많은 물질을 축적하여 성장하므로 코어가 더 밀도가 높아지고 뜨거워집니다. 각운동량 보존으로 인해 이 물질은 별을 향해 나선을 그리며 별 주위를 공전하는 물질 원반을 형성하고 밝은 폭발로 별에 천천히 부착하여 주변 구름을 비춥니다.
그림과 같이 뭔가. - NEWLY BORN STAR - 강착이 폭발할 때마다 별은 더 뜨거워지고 더 무거워지며 온도가 너무 높아져 핵융합이 시작되는 지점에 도달합니다. 처음에는 별이 중수소만 태울 수 있지만 점점 더 뜨거워지면 우리 태양처럼 수소를 태웁니다. 별은 이제 매우 밝게 빛나기 시작하고 별에서 나오는 복사는 별에 추가 물질이 축적되는 것을 방지하고 별을 둘러싸고 있는 원반에 남아 있는 물질을 분산시킬 수도 있습니다.
별이 수소에서 헬륨으로 핵융합을 시작하면 별이 탄생했다고 합니다.
수소 융합은 대부분의 별에서 천연 에너지원입니다. 별은 철의 원자 번호에 도달할 때까지 더 가벼운 원소에서 더 무거운 원소로의 융합을 계속합니다. 이 시점에서 반발력이 더 강해지고 핵융합은 에너지를 필요로 하는 흡열 과정이 됩니다.
철보다 무거운 원소는 초신성 폭발에서만 생성됩니다.
출처 - Google 이미지
별은 가스 구름(성운)에서 형성됩니다. 가스에는 중력이 있으므로 난류로 인해 가스가 압축되기 시작하면 특정 영역에서 밀도가 높아져 해당 영역에서 평방 미터당 총 중력이 증가합니다. 이것은 차례로 더 많은 주변 가스를 '유인'하므로 가스 구름이 붕괴함에 따라 이 가스 묶음의 크기가 증가합니다.
이 가스 다발의 크기가 충분히 커지면 중앙의 압력이 너무 높아져 가열되기 시작합니다. 이 따뜻한 센터는 언젠가 스타가 될 것입니다.
성숙기에 도달하면 중심의 열과 압력이 너무 높아져 핵융합이 일어나 수소와 같은 더 무거운 원소가 형성되고 별의 핵이 자체적으로 붕괴되면서 철까지 이어집니다.
이 과정이 꾸준하지 않거나 일관적이지 않으면 별이 맥동하게 되어 바깥층이 벗겨지게 됩니다.
모든 외부 층이 벗겨지면 매우 뜨거운 핵, 또는 오히려 백색 왜성이 남게 됩니다. 우리 태양은 아마 이런 운명을 맞이할 것입니다. 결국 더 이상 연료가 없기 때문에 이 백색 왜성은 전자 압력이 더 이상 붕괴되지 않도록 코어를 지탱할 수 없을 만큼 충분히 커지지 않는 한 냉각되어 '사라질' 것입니다.
그러나 이 별이 쌍성계에 있다면, 작은 영역에 밀집된 너무 많은 질량을 가지고 있기 때문에 근처의 다른 별들로부터 가스를 '훔칠' 것입니다. 이것은 근처의 별들로부터 '훔친' 가스의 외부층이 핵융합의 폭발로 인해 핵에서 멀리 추방되는 신성이 일어날 때까지 계속될 것입니다.
때때로 백색 왜성은 이러한 가스를 너무 많이 방출하여 우리가 초신성으로 알고 있는 완전히 폭발합니다.
매우 큰 별에서 별은 붕괴되지 않도록 핵을 지지하기 위해 더 무거운 원소를 계속 형성하지만, 더 이상 더 무거운 원소를 형성할 수 없을 때 핵은 '노출'되고 직경이 수천 마일에서 축소될 수 있습니다. 몇 마일. 외층은 처음에는 코어와 함께 무너지지만 엄청난 에너지가 방출되어 사납게 외부로 방출되어 다시 반동합니다.
이 초신성이 발생하면 핵이 충분히 커지고(태양 질량의 1.4~3배) 붕괴가 계속 진행되어 압력이 너무 높아져 전자와 양성자가 결합하여 중성자를 형성합니다. 공식적으로 이제 중성자별이 생겼을 것입니다. 백색 왜성처럼 밀도는 매우 높지만 크기는 작고 작은 영역에 많은 양의 질량이 압축되어 있습니다. 그러나 중성자 별은 훨씬 더 많은 질량을 가지고 있으며 훨씬 더 밀도가 높습니다.
그들은 또한 극 주변의 원자 입자를 가속시키는 매우 강력한 자기장을 가지고 있어 지구를 직접 겨냥할 때 맥동하는 빛으로 목격할 수 있는 강력한 빔을 생성합니다. 이 경우 Pulsar라고 합니다.
초신성이 발생할 때 코어가 태양 질량의 3배보다 크면 코어가 블랙홀로 붕괴되는 추가 붕괴가 발생합니다. 무한히 작은 면적(특이점)에 뭉쳐진 엄청난 양의 질량으로 인해 빛조차 빠져나갈 수 없을 정도로 중력이 커진다. 이것이 바로 우리가 그것들을 직접 볼 수 없는 이유입니다. 하지만 이 이벤트가 쌍성계에서 발생하면 블랙홀은 주변 별들로부터 가스를 훔쳐 블랙홀을 둘러싸게 될 것이며 가스는 극도로 가열될 것입니다. X선과 감마선을 방출하는 온도를 감지하면 블랙홀이 있는지 확인할 수 있습니다.
블랙홀이 더 많은 물질을 '흡입'함에 따라 중력이 증가하고 따라서 중력의 영향을 받는 영역의 크기가 커집니다. 영향을 받는 영역은 크지만 빛이 여전히 중력을 벗어날 수 있는 코어로부터의 거리 면에서 한계가 있습니다. 이 '임계값'을 이벤트 호라이즌이라고 합니다. 가까이 다가가면 그 무엇도 끌어당김에서 벗어날 수 없습니다.
노바와 초신성을 되돌아 보면 약간의 불사조 효과가 발생합니다. 그 별들의 죽음 이후, 그것들을 구성하는 요소들은 궁극적으로 새로운 별들의 탄생과 동일한 수명 주기를 따를 행성계의 탄생으로 이어질 주변 시스템의 나머지 부분에 퍼져 있습니다.