천체물리학에서 변광성과 폭발성은 관측하는데 있어 중요한 지표가 됩니다. 따라서 새로운 변광성이 발견되면 그 별이 위치하고 있는 별자리에 따라 이름이 주어지는데요 오늘은 변광성과 폭발성에 대해 자세히 알아보는 시간을 갖겠습니다.
변광성
변광성은 별의 밝기가 일정하지 않고, 지속적으로 변화하는 별을 가리키는 용어입니다. 변광성 별은 광도, 주기, 형태 등 다양한 측면에서 다양한 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특징들은 변광성 별의 진화 상태와 더불어 해당 별의 물리적 특성을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 변광성 별은 일반적으로 두 가지 유형으로 구분됩니다.
첫 번째 유형은 외부적 원인에 의해 발생하는 변화를 보이는 것으로, 예를 들어, 별 주위의 타 행성이나 다른 별과의 상호작용에 의해 발생할 수 있습니다. 두 번째 유형은 내부적 원인에 의해 발생하는 변화를 보이는 것으로, 별 내부의 물리적 상태 변화가 원인이 될 수 있습니다. 내부적 원인에 의해 변하는 변광성 별은 대표적으로 RR Lyrae 변수와 Cepheid 변수가 있습니다. RR Lyrae 변수는 주로 구형 은하의 물리적 거리를 측정하는 데에 이용되며, Cepheid 변수는 먼 은하의 거리를 측정하는 데에 이용되고, 또한 우리 은하 내에서 우주 나이를 측정하는 데에도 이용됩니다.
변광성 별의 변화 양상은 다양하며, 변화 주기도 다양합니다. 주기는 몇 시간에서 수 년까지 다양하며, 이러한 주기가 변화함에 따라서 별의 밝기 변화도 변화합니다. 또한, 변광성 별은 다양한 파장대에서 변화를 보일 수 있으며, 이러한 변화는 태양계 외부의 행성과 같은 천체들의 운동상태나, 은하간 물질과의 상호작용 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
맥동 변광성
맥동 변광성(Mira variable)은 불안정한 큰 질량의 적색 거성으로, 밝기가 주기적으로 변하는 대표적인 변광성 별 중 하나입니다. 이러한 별들은 빛의 세기가 몇 개월에서 몇 년까지 주기적으로 변하며, 최대 세기 변화는 1,000배에 이를 수도 있습니다. 맥동 변광성의 주요 특징 중 하나는 크고 차가운 별껍질에서 발생하는 펄스 현상입니다.
이 별은 자신의 큰 질량과 많은 수소를 가지고 있어서, 중심부에서 핵융합 반응이 일어나면서 엄청난 에너지를 방출합니다. 이 에너지는 별껍질에서 높은 온도와 압력을 유발하여 별껍질이 팽창하고 수축하면서 별의 밝기가 변하는 주기적인 펄스 현상을 일으킵니다. 맥동 변광성은 대부분의 경우 빨간색으로 보이는데, 이는 별껍질에서 방출되는 에너지가 주로 장파(적색)에 해당하는 영역에서 방출되기 때문입니다.
이러한 특징으로 인해 맥동 변광성은 적색의 밝은 별로 보이는 경우가 많습니다. 맥동 변광성은 우주의 거리를 측정하는 데에 중요한 역할을 합니다. 이러한 별들은 거리 측정을 위한 기준으로 사용되며, 또한 이들이 우주의 진화 과정에서 어떻게 진행되는지를 이해하는 데도 중요한 정보를 제공합니다.
폭발성
폭발성(Supernova)은 가장 강력한 우주 현상 중 하나로, 항성의 생애의 끝을 나타내는 현상입니다. 항성은 자신의 연료를 다 써서 중력에 의해 더이상 유지될 수 없을 때, 다양한 방식으로 폭발하게 됩니다. 일반적으로 폭발성은 항성의 크기와 질량에 따라 구분됩니다. 대표적으로 슈퍼노바(SN)와 초신성(Hypernova)가 있습니다.
스퍼노바는 중간 질량의 별에서 발생하는 폭발성으로, 별의 중심에서 핵융합 반응이 끝나면 중력의 압력에 의해 별 내부가 붕괴합니다. 이때 내부의 에너지가 방출되어 별껍질을 밀어내며, 이러한 폭발로 인해 매우 강한 광도를 발생시킵니다. 슈퍼노바는 우주에서 발견되는 가장 밝은 별 중 하나로, 가끔 우리 은하에서도 관측됩니다.
초신성은 더 큰 질량을 가진 별에서 발생하는 폭발성으로, 별 내부의 핵융합 반응이 끝나면 중력 붕괴가 더 강력하게 일어나서, 더 강력한 폭발을 일으킵니다. 이러한 폭발로 인해 더 강한 광도를 발생시키며, 또한 중성자 별 혹은 블랙홀 등의 밀도 높은 천체가 생성될 수 있습니다. 폭발성은 우주의 진화를 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
슈퍼노바와 초신성은 물론, 이들이 방출하는 빛의 스펙트럼 분석을 통해 우주의 확장 속도 등을 측정하는 등의 연구도 이루어지고 있습니다. 또한, 폭발성은 우주에서 희소한 물질인 중립자, 퀴타르크, 그리고 플라즈마 등의 생성에도 연관되어 있습니다.
이상으로 오늘은 변광성과 폭발성에 대해 자세히 알아보았습니다. 감사합니다