별의 탄생과 형성
밤하늘에 보이는 별은 어떻게 탄생이 되었는지 알아보겠습니다. 별들은 우리의 태양처럼 항상 주변에 있었던 것은 아닙니다. 그리고 별은 수백만 또는 수십억 년에 걸쳐 태어나고 죽습니다. 은하계의 먼지와 가스 영역이 중력으로 인해 붕괴될 때 별이 형성됩니다. 이 먼지와 가스가 없으면 별이 형성되지 않습니다. 또한 별은 먼지투성이입니다. 은하계에는 수십억 개의 별뿐만 아니라 많은 양의 가스와 먼지도 포함되어 있습니다. 은하의 이 가스와 먼지 영역은 별 사이의 공간에 있습니다. 은하계가 멀어지면 별이 되고 가스와 먼지 지역은 집 사이의 정원이 될 것입니다. 은하계에서 별들 사이의 공간을 성간 매체라고 합니다. 그리고 별은 가스와 먼지가 많은 은하 내부의 전체 공간에 있습니다. 왜냐하면 별은 항성 물체 사이의 공간을 구성하는 매개체 또는 물질이기 때문입니다. 별은 가스와 먼지 영역을 분자 하는 구름이라고도 부릅니다. 가스와 먼지로 가득 찬 거대한 우주 구름과 분자 구름은 성간 매체 내부에서 발견됩니다. 분자 구름은 원자와 분자 및 먼지의 혼합으로 구성됩니다. 원자는 우리 주변의 모든 것의 작은 구성 요소입니다. 분자는 함께 결합된 두 개 이상의 원자로 구성됩니다. 분자 구름에 존재하는 분자는 일반적으로 분자 수소인 6개의 원자로 구성된 메탄올 또는 3개의 원자로 구성된 물과 같은 더 복잡한 분자일 수도 있습니다. 먼지 입자는 훨씬 더 큰 물질 덩어리이며 크기가 최대 수 밀리미터까지 될 수 있으며 이는 원자 또는 분자에 비해 거대합니다. 또한 성간 매체의 분자 구름은 큽니다. 사실 단일 분자 구름은 태양보다 수십만 배 더 무거울 수 있습니다. 부피도 다양합니다. 분자 구름은 전체 태양계와 크기가 같거나 그보다 몇 배 더 클 수 있습니다. 이 거대한 분자 구름은 난류 운동을 하게 됩니다. 이것은 구름 속의 가스와 먼지가 시간이 지나도 같은 곳에 머물지 않는다는 것을 의미합니다. 그리고 이 물질들은 학교 운동장에서 뛰어다니는 아이들처럼 모든 방향으로 움직입니다. 가스와 먼지의 난류 운동은 다른 영역보다 물질 분자 구름의 일부 영역인 것입니다. 그래서 불균일 원자와 분자를 분산도 있기 때문입니다. 특정 지역에서 가스와 먼지가 매우 높은 수준으로 쌓이면 그 지역은 자체 중력에 의한 견인으로 붕괴되기 시작합니다. 이 지역은 분자 구름보다 작고 분자 구름 안에 삽니다. 별 형성 과정에 대해서 알아보겠습니다. 별의 분자 구름은 매우 차갑고 절대 영도보다 몇 도 높지 않습니다. 가능한 최저 온도라고 표현합니다. 그러나 분자 구름 내의 한 영역에서 가스와 먼지가 붕괴되기 시작하면 천천히 가열됩니다. 이것은 물질이 함께 압착될 때 물질의 밀도가 증가하고 물질이 가열되기 시작한다는 물리학 법칙의 결과입니다. 한편 무너지는 영역의 바깥쪽 가장자리는 절대 영도보다 약 10도 높은 온도를 가지며 내부 영역은 약 300도까지 서서히 가열됩니다. 그리고 붕괴하는 지역에 달하면 별 전 핵이라고 하며 공식적으로 제작 중인 별입니다. 또 코어라는 단어는 가스와 먼지를 의미하며 이것은 밀도가 너무 높아서 코어라는 용어가 지역이나 구름보다 더 정확합니다. 또한 이 별 이전의 핵은 나중에 별의 내부 핵이 될 것입니다. 향후 50,000년 동안 별 이전의 핵심 계약이 체결됩니다. 이것은 오랜 시간처럼 들릴지 모르지만 천문학적 시간 척도에서는 예를 들어 거의 140억 년인 우주의 나이에 비해 상당히 빠른 과정으로 간주됩니다. 그것은 여전히 동일한 가스와 먼지로 구성되어 있으므로 직경이 붕괴되는 영역의 원래 크기의 1/10로 줄어들면서 그 물질의 밀도가 증가하고 있음을 의미합니다. 또한 50,000 이 지나면 이 시스템은 중심핵 주위에 원반을 형성할 것이며 과도한 물질은 별의 극에서 바깥쪽으로 방출될 것입니다. 별의 극은 지구에 있는 극과 비슷합니다. 즉 별이 회전하는 축으로 정의됩니다. 이러한 구조를 제트라고 하며 물리 법칙을 따릅니다. 앞서 설명한 가스와 먼지의 무작위적인 움직임과 항성 전 핵이 형성되는 시스템의 수축이 결합되어 전체 시스템이 회전하게 됩니다. 이 과정은 핵 주위에 형성되도록 합니다. 이것은 드레스가 회전하는 아이스 스케이터 주위에 평평한 디스크를 형성하는 방식과 유사합니다. 만약 스케이터가 회전하지 않는다면 드레스는 그녀 주위의 평평한 디스크가 아니라 그녀의 옆구리를 따라 매달려있을 것입니다. 극에서 분사되는 시스템의 균형을 유지하기 위해 발생합니다. 그래서 원반은 원형 별이 적절한 크기의 별로 성장하는 데 중요합니다. 원반은 주로 가스로 구성되어 있으며 원반과 함께 회전하며 천천히 원시성 표면에 접근합니다. 가스가 별에 충분히 가까워지면 중력에 의해 별 표면으로 떨어지고 별이 자랍니다. 이 성장 과정을 부착이라고 합니다. 한 물체가 다른 물체의 질량을 축적하는 과정과 별은 디스크에서 물질을 축적한다고 합니다. 향후 1,000년 동안 원반에서 나온 물질은 별에 의해 축적되거나 원반에서 추방됩니다. 또한 별은 중심 지역이 핵반응을 시작하기에 충분한 크기와 밀도로 성장하여 별이 태양처럼 빛나게 합니다. 별은 결국 원반에서 물질을 축적하는 것을 멈추지만 별 주위에 남아있는 물질은 여전히 원반 모양입니다. 원반은 더 이상 별을 성장시키기 위해 별에게 물질을 공급하는 목적으로 사용되지 않습니다. 대신 원반은 이제 물질의 원형 이동뿐이며 천천히 서로 뭉쳐서 별을 공전합니다. 별의 창조물에서 남은 물질로 만들어진 이 작은 덩어리들은 새로운 행성을 형성할 것입니다. 이것은 우리 태양계의 행성이 태양의 탄생에서 남은 물질로 만들어졌다는 것을 의미합니다. 또한 태양계의 모든 행성이 같은 평면에서 발견되는 이유이기도 합니다. 디스크가 완전히 고갈되고 모든 행성이 형성되면 최종 태양계가 형성됩니다. 앞으로 100억 년 동안 별은 중심에서 핵연료를 태우고 우리가 태양광이라고 부르는 방사선으로 에너지를 방출할 것입니다. 분자 구름 관찰에 대해서도 알아보겠습니다. 신생아 별을 모으고 형성하는 분자 구름은 밤하늘의 어두운 영역입니다. 그리고 사람이 분자 구름을 보는 것은 망원경으로도 불가능합니다. 분자 구름이 보이지 않는 이유는 먼지 입자가 구름 전체에 흩어져 주변 별의 빛을 흡수하기 때문입니다. 이것은 별빛이 우주를 여행하고 지구 상에서 우리에게 도달하는 것을 막기 때문에 분자 구름이 하늘의 어두운 영역처럼 보이는 이유입니다. 천문학자에게 다행스럽게도 분자 구름은 전파에 투명합니다. 이것은 전파가 구름 속의 먼지 입자에 흡수되지 않으므로 전파가 지구 상에서 우리에게 자유롭게 이동할 수 있음을 의미합니다. 또한 전파는 눈에 보이지 않지만 큰 전파 망원경을 사용하면 이러한 어두운 분자 구름에서 신호를 얻을 수 있습니다. 이 전파는 어두운 분자 구름의 내용물에 대한 정보를 전달합니다. 별이 태어나면 구름은 별이 태어나지 않는 것과는 다른 전파를 내보냅니다. 전파를 사용하면 분자 구름이 어둡지만 천문학자들은 별이 언제 태어나는지 알 수 있습니다. 그리고 오늘날 천문학자들은 태양과 같은 별이 어떻게 형성되는지에 대해 많이 알고 있지만 실제로 풀어야 할 큰 미스터리는 여전히 남아 있습니다. 그리고 매우 큰 별이 형성될 때 위대한 신비가 발생합니다. 천문학자들은 우리 태양 질량의 약 6배에 달하는 별들이 설명한 대로 태어났다는 것을 알고 있습니다. 더 큰 질량을 가진 별은 다른 과정이 필요합니다. 별의 복사로 인한 압력이 원반을 밀어내어 별이 우리 태양 크기의 약 6배보다 커지는 것을 방지하기 때문입니다. 그래서 천문학자들은 이 큰 별을 보았으므로 큰 별이 존재하고 어떤 식으로든 태어나야 한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 그들이 어떻게 태어나는지는 여전히 전 세계의 천문학자에게 큰 문제입니다. 이 문제가 해결이 되면 다시 설명을 하도록 하겠습니다.
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