우주...별이 반짝이는 이유는 무엇일까요

    "반짝 반짝 작은 별 아름답게 빛나네..." 하는 노래처럼, 밤하늘에 반짝이는 별을 보고 별 따먹기도 하고 그 찬란함에 가슴이 설래인적이 다들 있을겁니다. 저도 사실 별에 대한 관심은 그 반짝임에서 유래가 된것같습니다. 그냥 별이니 반짝이지 하고 막연히 알다가, 문뜩 정말 왜 별은 반짝일까하는 궁금함이 생겼습니다.

왜 별은 반짝일까요? 

   다음은 별이란 위성의 내부구조를 공부 하다 알게된 사실입니다. 

 그 반짝임의 정체는 인력(Force of gravity)에 의하여 서로 꼭 붙어있게되는 수소(hydrongen)과 헬륨(helium)이라는 atoms덕분이라는 군요.각 별은 끌어당기는 엄청난 내부의 힘에 의하여 내부의 온도가 섭시 15 milions 도나 된다고 합니다. 그렇게 높은 온도에서는 hydrongen nuclei(핵)가 아주 빠르게 움직이고 충돌을 하면서 helium nuclei를 생성합니다.이러한 과정을 nuclear fusion이라고 하고 이때 엄청난 에너지를 생성하게 됩니다. 그 엄청난 에너지가 중력에 대항하여 밀어낼려는 힘을 만들어내고 터지려는 그 큰별을 꽉 잡고 있게하며 그중 남게 되는 나머지가 빛이나 열로 형태로 별로부터 빠져나게 됩니다. 

   음 좀 어렵네요. 나 나름대로 이해를 하기위하여 요약을 하면,  별은 그 내부에 수소와 헬륨이 빠르게 움직이다 부딪치게되면 엄청난 열과 에너지가 생기는데 대부분은 그 별자체가 폭발하지않게 하거나 우주로 튀어나가 않게 유지하는 힘으로 사용하고, 그 나머지의 일부가 밖으로 빠져나오면서 별의 빛과 열로 보여진다는 말이네요.결국 그 빠져나가는 빛이 우리에게는 "반짝 반짝"이가 되는 거지요.

  우리 지구로부터 가장 가까운 별은 태양이고, 놀랍게도 거의 대부분의 하늘의 별들은 이 태양보다도 크다고 합니다. 또 하늘에는 너무 빛이 약해서 우리가 볼 수 없는 셀수도 없을 정도의 많은 별이 있습니다. 우리가 보지는 못하지만 어딘가 그것과 가까운 다른 별에서는 다시 반짝이는 별로 보이겠죠?  멀티스타 시스템(Multistar system)인 Eta Carinae같은 큰 별들은 태양보다 무려 100배이상 크고 5 million배의 에너지를 방출한다고 합니다. 100배가 크면 100배의 에너지를 방출하는게 아니고 5백만배의 에너지라고요? 그 내부는 얼마나 엄청난 움직임이 있을까 상상만 해도 오싹합니다.  

   크고 방대한 별들은 코아라는 내부가 있고, 그 안은 몹시 뜨거워서 내부의 입자들을 carbon, oxygen, 그리고 nitrogen으로 녹인다고합니다. 별들의 내부는 마치 양파와 같아, 각기 다른 레이어들은 코아로부터 스페이스로, 즉 코아 안에서 별 내부밖으로 에너지를 이동하는 역활을 합니다. 

  보통 크기의 별은 세개의 레이어로 아래의 그림같은 구조로 이루어져 있습니다. 

  core(코아) : 핵작용에 의한 에너지를 만드는 곳

  radiative zone(발광 존) : 별의 코아로부터 나온 빛인 가스의 영역

  convection layer(상승기류 층): 별의, 마치 주전자에 물이 심하게 끊는 모습같은 부분

  정말로 큰 별은 convection zone이 없고 이동에너지가 막대한 radiative zone을 통과하게 됩니다. 아주 작은 별은 오직 convection zone만을 가지고 있습니다.           

  하늘에서 우리 눈에 보이는 별이 한개같지만 아닌 경우도 있습니다. 꼭 한개로 밝아보이지만 한개가 아닌 두개일 수도, 그룹으로 묶였는데 한개로 보일수도 있다는 말입니다. 더블스타(Double Stars)라는 우리 눈에는 한개로 보이지만 실제는 두개의 별로 구성이 되었으며, Optical Doubles라는 지구의 위치에서 보면 한개로 보이지만 실제 두개인 경우와 Binary Stars라는 두별이 너무 가까이 있고 서로가 서로를 돌고 있는 향태를 말합니다.   

   오픈크러스터(Open Clusters) 는 수천개의 작은 별들이 동시에 같은 커다란 분자구름에 있는 것을 말합니다.거의 서로간의 끌어들이는 인력이 힘이 약해져 있는 상태이고 나중에는 실질적으로 분산이 될것입니다. 유명한 오픈크러스터로는 우리의 맨눈으로도 볼수 있는 Taurus에 있는 Pleiades입니다.글러불라 크로스터(Globular Cluster)는 서로간의 인력이 힘이 아직은 오픈크러스트보다는 강한 상태이고(중심쪽으로 집중 몰려있는 구조로 보여지네요.) 가장 큰 globular cluster는 Omega Cenauri라고 합니다.   

별에 왜 색깔이 있을까요?  

   하늘의 별을 올려보면 처음에는 모두 흰색으로 보입니다. 하지만 좀 시간이 지나고 눈이 하늘의 별에 익숙해지면 조금씩 색이 다르다는걸 알게됩니다. 붉으스럼한 색, 오랜지색, 노란색, 파르스름한 색들이죠. 그 색의 차이는 실제로 그 별의 표면 온도에 따라 나타나게 되는데 그것은 Hardvard Spectral Classification System에서 O,B,A,F,G,K 그리고 M(음..왜 그냥 ABCD..같은 쉬운 알파벳순이 아니고 뒤섞인지 모르겠네요.) 그중에 가장 뜨거운 별이 푸른색(pale-blue color)이랍니다. 그 표면온도의 높은 순으로 보면 푸른색>푸른스름>하얀색 > 노란색 > 오랜지색 > 빨간색입니다. 

- 출처: The Total Skywatcher's Manual, author: Linda Shore,DavidProsper & Vivian White -