왜 태양도 성장하고 노화하고 죽는다고 하는걸까?

이 글은 '태양도 성장, 노화, 죽음을 거쳐간다'라는 주제로 구성되어 있습니다. 태양이 중간 질량의 별로서 가스 구름이 수축되어 생성되고, 주기성 별의 안정 단계, 적색 거성의 팽창 단계를 거쳐 결국 외부 층이 행성 구름으로 방출되고 핵이 백색 矮星으로 진화하는 전체 생명 주기를 소개하며, 서로 다른 질량의 별들이 받는 최종 운명의 차이점을 설명합니다.

왜 태양도 성장하고 노화하고 죽는다고 하는걸까?

세상의 모든 것은 생명과 죽음의 주기를 가지고 있고, 태양처럼 화려한 별도 예외가 아닙니다. 태양은 다른 많은 별들처럼 탄생하고 죽습니다.

태양은 수소 분자로 이루어진 거대한 가스 구름에서 비롯되었습니다. 약 50억 년 전, 원래 매우 얇은 성운이 외부 요인의 영향으로 수축을 시작했습니다. 중력의 작용으로 수축이 시작되면 그 속도는 점점 더 빠워집니다. 수축 과정에서 운동에너지가 열에너지로 전환되어 가스의 온도가 점차 올라가고, 가스의 밀도가 증가함에 따라 중심 온도도 점차 올라갑니다. 중심 온도가 약 700만 켈빈에 도달하면, 핵 융합 반응이 시작되며, 핵 융합 반응이 '점화'되면 빛 방출이 지속되는 '방사 압력'이 중력의 작용을 효과적으로 막아내고, 가스이 더는 수축되지 않아, 안정적인 태양이 탄생합니다.

별이 핵 융합 반응을 시작하면, 길고 상대적으로 안정한 기간, 즉 '주기성 별' 단계에 들어가게 됩니다. 중간 질량의 별인 태양의 경우, '주기성 별' 단계가 100억 년 동안 지속되므로, 태양은 현재 '중년기'를 거쳐 50억 년 동안 안정적으로 생존할 것입니다.

50억 년 후, 태양도 '노후기'에 들어갈 것입니다. 그때, 태양 핵의 대부분의 수소가 소모되고, 태양 바깥 부분이 팽창하여 거대한 적색 거성이 되며, 1AU 이상의 반지름을 가지게 되어, 지구의 현재 공전 궤도를 모두 포함할 수 있습니다.

지구인은 어떻게 할까요? 물론 이는 미래의 일입니다. 하지만 지금은 그것에 대해 고민할 필요가 없습니다.

적색 거성 단계 이후, 태양은 매우 불안정한 상태가 되어, 강한 ربط 현상을 일으키며, 마치 환자가 숨을 거칠게 하는 것처럼 일어납니다. 태양의 바깥 물질은 바깥으로 나와 아름다운 행성 성운을 형성합니다. 태양 핵은 매우 고밀도의 백색 矮星이 되며, 오랜 기간 동안 점차 차갑고 약해집니다.

별의 최종 운명은 그 질량에 달려 있습니다. 태양은 우주에서 중간 질량의 별일 뿐이며, 그 최종 운명은 백색 矮星이 되는 것입니다. 그것의 질량은 현재 태양의 약 0.6배이며, 크기는 지구와 비슷합니다. 만약 원래 별의 질량이 더 커서, 후기에 초신성 폭발로 끝나면, 별 중심에 남은 질량은 약 1.4개의 태양 질량을 넘어서며, 더 고밀도의 중성자 별이 됩니다. 만약 남은 별의 질량이 3개의 태양 질량을 넘어서면, 결국 블랙홀이 되며, 그 안에 아무 물질도 탈출할 수 없습니다.

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