별의 이야기

우리가 흔히 별이라고 부르는 항성(붙박이별)은 막대한 양의 플라스마가 중력으로 뭉쳐서 밝게 빛나는 납작한 회전타원체 형의 천체이다. 우리가 사는 지구에서 가장 가까운 항성은 태양으로, 지구상의 에너지 대부분을 공급한다. 그리고 태양 다음으로 가까운 항성은 프록시마이다.
지구에서는 낮에는 태양 빛에 가려 보이지 않기 때문에 다른 별을 밤하늘에 볼 수 있다. 항성은 그 중심부에서 일어나는 핵융합 반응으로 풀려나는 에너지가 내부를 통과하여 방출되면서 빛을 내게 된다. 우주에서 수소와 헬륨보다 무거운 물질 대부분은 항성의 내부에서 만들어졌다.

항성의 질량과 나이, 화학적 조성 등은 별의 분광형 및 밝기, 우주 공간에서의 고유 운동을 통하여 알아낼 수 있다. 이 중에서도 질량은 그 항성의 진화 및 운명을 결정하는 가장 중요한 변수이며, 질량 외에도 진화 과정과 반지름, 자전 주기, 고유 운동, 표면 온도 등은 항성의 특징을 결정하게 된다. 

항성은 수소 및 헬륨, 기타 중원소로 이루어진 성간 구름이 붕괴하면서 태어난다. 핵이 충분히 뜨거워지면 수소 중 일부가 핵융합 작용을 통하여 헬륨으로 바뀌기 시작하는데, 나머지 수소 물질은 대류와 복사 과정을 통하여 중심핵에서 만들어진 복사 에너지를 항성 바깥쪽으로 옮긴다. 항성은 내부에서 바깥쪽으로 작용하는 복사압과 자체 중력이 균형을 이룬 상태에 있다. 중심핵에 있는 수소가 모두 소진되면 항성은 적색 거성으로 진화하며, 이 단계에서 항성은 여러 중원소를 중심핵 또는 중심핵 주변에서 태운다. 항성은 생의 마지막에 자신이 지닌 질량을 우주 공간으로 방출하며 퇴화한다. 방출된 물질은 이전보다 함량이 더 많은 중원소가 되며 이는 새로운 별을 탄생시키는 재료로 재활용된다.

홑별(단독성)은 다른 항성과 중력적으로 묶여 있지 않고 홀로 고립된 항성이다. 태양이 바로 대표적인 홑별이다. 이와는 달리 쌍성 혹은 다중성계는 두 개 이상의 항성이 중력으로 묶여 있는 구조이며, 보통 질량 중심을 기준으로 안정된 궤도를 형성하면서 공전한다. 두 별이 상대적으로 가까운 궤도를 그릴 경우 상호 작용하는 중력으로 인하여 항성 진화 과정에 큰 영향을 끼칠 수 있다.

별자리의 개념은 고대 바빌론 제국 시대 이전부터 이미 존재했던 것으로 추정된다. 옛날에는 하늘을 관찰하던 사람들이 별이 특정한 모양을 그리면서 배치되어 있음을 보고 이를 신화 속 등장인물이나 자연물과 연결했다. 이들 별자리 중에서 황도 근처에 있는 12개의 별자리는 점성학의 기본 요소가 되었으며, 많은 별은 라틴어 또는 아랍어의 이름을 갖는다.

태양이나 특정 별자리같이 별은 각각의 고유 신화를 갖고 있다. 별은 죽은 자 또는 신의 영혼으로 여겨졌다.

17세기에는 독일 천문학자 요한 바이어는 성도를 만들고 각 별자리 구역 내에 있는 별의 밝기 기준으로 그리스 문자를 붙였다. 그 뒤 영국 천문학자 존 플램스티드는 아라비아 숫자를 이용하여 플램스티드 명명법을 개발한다. 이후에 여러 성 표가 작성되면서 다양한 항성 목록 분류법이 개발되기도 하였다.

역사적으로 별은 인간의 문명과 밀접한 연관을 맺어 왔다. 인류는 별을 종교적 제의의 대상으로 여기거나, 천체를 이용한 항해에 별을 이용했다. 고대 천문학자들은 별은 천구에 붙어서 움직이지 않고 영원히 사는 존재라고 여겼다. 따라서 천문학자들은 별을 별자리에 따라 묶었고, 이를 이용하여 행성과 태양의 움직임을 예측했다. 인류는 이러한 별을 기준으로 태양의 움직임을 관측하여 태양력을 만들어서 농업 활동을 수행하는 데 이용하였다. 현재 전 세계적으로 널리 쓰이는 그레고리력은 태양에 대한 지구 자전축 각도를 바탕으로 만든 달력이다.

가장 처음으로 신빙성 있는 별의 기록을 남긴 국가는 기원전 1534년경 고대 이집트였다. 이슬람 천문학자들은 많은 별에 아랍어 이름을 붙였고, 그중 많은 수가 지금도 불리고 있으며, 항성의 위치를 관측하고 예측할 수 있게 하는 많은 천문 관측기구를 발명했다.

1019년 천문학자 아부 라이 한 알 비루니는 우리은하를 성운 형태의 별이 뭉쳐서 이루어진 것으로 묘사했다.

일반적으로 항성은 모습이 거의 변하지 않지만, 중국 천문학자들은 새로운 별이 나타나는 것을 알아냈고, 초기 유럽의 천문학자들은 밤하늘에 새로 나타나는 천체를 발견하여 훗날 ‘신성’이라는 이름을 붙였다. 1584년 조르다노 브루노는 밤하늘의 별은 태양과 같은 존재이며 그들은 자신만의 행성을 거느리고 있고 이 행성 중에는 지구와 같은 천체도 있다고 했다. 브루노의 주장은 고대 그리스의 철학자 데모크리토스나 에피쿠로스가 이미 언급한 적이 있다. 17세기에 이르러서야 별이 태양과 같은 존재라는 사실은 천문학자 사이에서 정설로 받아들여지게 된다. 왜 태양 주변의 별이 태양계에 대하여 중력적으로 영향을 끼치지 않는가에 대해 아이작 뉴턴은 항성이 모든 방향으로 고르게 분포되어 있기 때문이라고 설명했다. 이 주장은 신학자 리처드 벤틀리가 제기한 것이기도 하다.

에드먼드 핼리는 지구 근처 ‘고정된’ 항성 한 쌍이 고유 운동을 보이는 것을 측정했다. 
이탈리아 천문학자 제미니 아노 몬태나라는 1667년 알골의 밝기가 변화하는 것을 기록으로 남겼다. 이 별들은 고대 그리스 천문학자 프톨레마이오스와 히파르코스가 살던 시절의 자리로부터 일정량 이동했다. 1838년 프리드리히 베셀은 시차 법을 이용하여 11.4광년 떨어진 백조자리 61을 측정하였다. 시차 관측법을 통해 항성과 지구 사이의 거리는 매우 멀다는 것이 밝혀졌다.

[참고] 위키피디아