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과학/코스모스

별 분류하기

by senamu 2024. 5. 19.
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하버드 천문대 책임자였던 애드워드 피커링이 여자로만 구성된 피커링 팀을 만든다. 이 팀의 임무는 별의 유형을 분류하고 지도를 제작하는 것이였다.이 팀의 리더가 애니 점프 캐넌 이였다.별의 스펙트럼을 가지고 별을 분류한다. 이 때 기준은 수소 전자가 들 뜬 상태에서 양자수 n=2 로 전이되면서 에너지를 방출하는 4개의 선이 된다.이 4개의 선은 별들 마다 그 농도가 다르다. 이걸 분류해 내야 하는데 캐넌은 여기에 특출난 능력을 가지고 있었다.스펙트럼선으로 비슷한 것을 묶어 캐넌은 이를 O,B,A,F,G,K,M 으로 분류하고 하부에 각각 10개씩 또 나누어 별을 분류한다. 별은 분류했지만 그녀는 이것의 의미는 알지 못한다.

1868년에 헨리에타 스완 레빗이 태어나는데 그녀는 피커링 팀의 일원였다.세페이드 변광성(밝기가 변하는 별)은 변광성의 특별 유형으로 변광 주기와 절대 광도가 정확한 관계성이 있는 별이다. 매우 밝으므로 기준이 되는 별이다.1777개의 변광성을 확인하고 그 중 47개를 세페이드 변광성으로 분류한다. 밝은 변광성이 더욱 긴 주기를 가진다는 것을 발견한다.그리고 항성의 겉보기 등급과 주기의 로그 값 사이를 그래프로 표시한다.그녀의 발견은 천문학자들이 원거리 은하의 거리를 측정하는 이론적 토대를 제공하게 된다.

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1900년에는 세실리아 페인가포슈킨이 탄생한다.그녀는 보수적인 영국사회를 벗어나 미국으로 이주 피커링팀에 합류한다.
애니 점프 캐넌이 분류한 별들을 딱 보더니 무슨 의미인지 밝혀낸다. O는 가장 뜨거운 별이고 M은 가장 차가운 별이란 것을 알아낸다.이를 토대로 그녀는 항성들은 거의 헬륨과 수소로 이루어져있고 금속의 백만배 정도 무게를 가지고 있다고 주장한다.그녀의 주장에 당시 저명한 천문학자인 헨리 노리스 러셀 교수는 터무니 없다고 한다.당시 생각으로는 기체로 그만한 무게를 가진 것이 상상이 되지 않았다.그녀 역시 러셀 교수의 의견을 듣고 자신이 틀렸음을 인정한다. 그러나 4년후 그녀의 말이 옳았음이 밝혀진다.오늘날 우리는 태양이 수소가 격렬한 핵융합을 일으켜 에너지를 발생시키고 그 과정에서 헬륨이 나온다는 것을 알고 있다.

위 3명의 여성 과학자 덕분에 위 그림과 같은 별의 일생이 만들어 진다.

 

적색 거성 : 수소핵융합 반응이 일어나지 않으며 본래 크기 100배까지 팽창하여 표면온도는 낮다.


백색 왜성 : 별의 중심핵은 천천히 수축하고 멈추면 천천히 식는다. 별의 크기는 지구정도로 매우 작아지며 남은 빛과 열을 우주공간으로 서서히 방출한다.


신성 : 백색왜성으로 수소를 비롯한 물질이 유입함에 따라 별이 갑자기 밝아지는 현상을 말한다. 도로 희미해진다.


중성자별 : 초신성 폭발 후 남아있는 별들 중 가벼운 별들은 아주 밀도가 높고 작게 수축된다. 이 별은 강한 자기장을 가지고 있고 빠른 속도로 회전한다.


가스와 먼지 구름으로 가득한 성운에서 이들이 뭉쳐 별이 되고 수명이 다하면 다시 성운으로 돌아간다. 이런 과정을 통해 무거운 원소들이 탄생했으며 그 원소들로 단백질이 만들어지고 생명체가 탄생한 것이다. 우리 모두는 별에서 왔다.

 

 

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