‘ 별 이 반짝이 는 이유 ’ 를 최초 로 알아낸 남자 인류 가 지구 상 에 나타난 이래 가졌 던 의문 의 하나 는 밤하늘 의 별 이 무엇 으로 저렇게 반짝이 는가 하 는 물음 이 었 을 것 이 다 . 무수 한 별 들 중 에서 도 평범 한 별 의 하나 인 태양 이 무엇 으로 저렇게 뜨거운 에너지 를 뿜어내 고 있 는가 하 는 문제 는 19 세기 가 다 지나 도록 전혀 풀릴 기미 를 보이 지 않 았 다 . 심지어 어떤 과학자 는 태양 이 엄청난 석탄 을 태우 기 때문 이 라는 웃 지 못할 가설 을 내놓 기 도 했 다 . 별 이 반짝이 는 이유 를 인류 가 최초 로 알아낸 것 은 20 세기 중반 에 이르 러서 였 다 . 2 차 대전 발발 직전 인 1938 년 , 미국 코넬 대학 물리학자 인 한스 베테 에 의해 비로소 인류 는 별 이 빛나 는 이유 를 알아내 기 에 이르 렀다 . 반짝이 는 별 들 은 그 중심 에서 4 개 의 수소 가 융합 하 여 한 개 의 헬륨 이 되 는 과정 을 통해 엄청난 에너지 를 생성 한다는 사실 이 알려졌 던 것 이 다 . 말 하 자면 별 은 우주 의 핵 발전소 였 던 것 이 다 . ▲ 사진 왼쪽 은 한스 베테 ( 1906 ~ 2005 ) . 독일 출신 이 지만 , 어머니 가 유대인 이 라는 이유 로 나치 의 박해 를 받 자 미국 으로 망명 했 고 1935 년 코넬 대 교수 가 됐 다 . 리처드 파인만 , 칼 세이건 등 이 그 의 후배 교수 로 코넬 대 에서 가르쳤 다 . 사진 오른쪽 은 1967 년 노벨 물리학상 을 받 는 한스 베테 인류 가 수만 년 동안 궁금 해 하 던 별 이 빛나 는 이유 를 밝혀낸 데 에 는 재미있 는 일화 가 있 다 . 32 살 의 노총각 교수 베테 가 이 사실 을 논문 으로 발표 하 기 하루 전 , 여친 과 바닷가 에서 데이트 를 즐겼 는데 , 그녀 가 서녘 하늘 을 가리키 며 말 했 다 . “ 어머 , 저 별 좀 보 세요 . 오늘 밤 별 이 참 예쁘 네요 . ” 사랑 에 빠진 사람 에게 뭔들 예쁘 게 보이 지 않 을까만 , 그녀 가 가리킨 별 이 특히 예뻤 던 모양 이 다 . 베테 는 으시대 면서 이렇게 말 했 다 . “ 흠 , 그런데 저 별 이 빛나 는 이유 를 아 는 사람 은 이 세상 에서 나 밖에 없 답니다 . ” 그리하여 여자 는 별 이 빛나 는 이유 를 안 두 번 째 사람 이 되 었 고 , ‘ 별 이 빛나 는 이유 ’ 를 아 는 유일 한 남자 였 던 베테 는 그 로부터 29 년 뒤 인 1967 년 별 의 에너지원 에 관한 연구 로 노벨 물리학상 도 거머쥐 는 행운 을 쥐 게 되 었 다 . 노벨상 선정 위원회 의 선정 이유 는 다음 과 같 다 . 우리 눈 에 별빛 이 반짝거리 는 이유 달 이나 금성 화성 등 은 태양 빛 을 반사 시켜서 지구 에 비쳐 집니다 . 그래서 우리 들 이 밤하늘 에서 볼 수 있 습니다 . 하지만 이 행성 들 은 자체 적 으로 빛 을 내 는 것 이 아닌 태양 빛 을 반사 시키 는 것 이 기 때문 에 가까이 있 을 수록 더 밝 습니다 . 지구 와 가장 가까이 있 는 달 이 제일 반짝이 는 것 은 이 때문 입니다 . 그 이외 반짝이 는 별 들 은 자체 적 으로 빛 을 냅니다 . 정말 작 게 보이 지만 지구 와 굉장히 멀리 떨어져 있 고 태양 과 같 은 혹은 그 보다 큰 질량 과 에너지 를 가지 고 있 는 경우 가 많 습니다 . 그 별 들 은 핵융합 을 하 며 많 은 양 의 열 과 빛 이 발생 됩니다 . 그렇게 빛 이 나 면 그 빛 은 우주 공간 을 통과 해 지구 의 대기 중 공기 에 부딪쳐서 굴적 하 여 우리 눈 에 반짝거리 는 것 처럼 보이 게 됩니다 . “ 항성 에너지 의 근원 에 대한 교수 님 의 해법 은 우리 시대 기초 물리학 의 가장 중요 한 응용 가운데 하나 로서 우리 를 둘러싼 우주 에 대한 이해 를 더욱 깊 게 해 주 었 습니다 . ” 원래 독일 태생 인 베테 의 아버지 는 프러시아 인 생리학 교수 였 고 , 어머니 가 유대인 이 었 다 . 뮌헨 대학 에서 물리학 박사 학위 를 받 고 잠시 대학 에서 교편 을 잡 았 던 베테 는 1933 년 나치 가 정권 을 잡 자 어머니 가 유대인 이 라는 이유 로 대학 에서 쫓겨났 다 . 그 후 영국 을 거쳐 미국 으로 망명 한 베테 는 1935 년 코넬 대학 에 둥지 를 튼 후 정년 까지 그곳 을 떠나 지 않 고 연구 를 계속 했 다 . 그 무렵 베테 는 당시 까지 알려진 원자핵 물리학 에 관한 이론 및 실험 의 내용 을 집대성 하 여 ’ 현대 물리학 리뷰 ‘ 지 에 세 차례 에 걸쳐 발표 했 다 . 이 리뷰 논문 은 모든 원자핵 물리학 을 공부 하 는 학도 들 의 교과서 가 되 어 원자핵 물리학 에 대한 ' 베테 의 성경 '( Bethe ‘ s Bible ) 이 라는 별명 을 얻 을 정도 로 높 은 평가 를 받 았 다 . 2 차 대전 이 발발 하 자 미 국방부 는 원자탄 제조 를 위한 맨해튼 프로젝트 를 가동 했 고 , 베테 는 이론 부분 감독 직 을 맡 게 되 었 다 . 베테 는 뉴멕시코주 로스 알라 모스 비밀 연구소 에서 리처드 파인만 과 함께 원자 폭탄 의 효율 을 계산 하 는 ‘ 베테 - 파인만 방정식 ’ 을 만들 었 고 , 그것 은 1945 년 뉴멕시코주 실험장 에서 폭발 실험 에서 계산 의 정확 성 이 입증 되 었 다 . 그러나 베테 는 종전 후 반핵 운동 진영 에 서 서 세계 평화 를 위해 헌신 했 다 . 스키 나 등산 을 좋아한 베테 는 로스 알라 모스 시절 에 도 휴일 이 면 자주 동료 물리학자 들 과 함께 어울려 주변 의 산 을 등산 했 다 . 머리 를 짧 게 깎 고 다녔 으므로 강한 인상 을 풍겼 으나 , 말씨 는 부드러웠 고 항상 웃음 을 잃 지 않 는 온화 한 인물 이 었 다 . 열 자리 이상 의 숫자 곱하 기 , 나누 기 암산 에 도 능해 가끔 파인만 과 암산 배틀 을 벌이 기 도 했 는데 , 서너 번 중 한 차례 파인만 에게 지 는 정도 였 고 , 그러면 젊 은 파인만 에게 대견 하 다는 듯 빙긋 미소 를 지 어 보이 기 도 했 다 . 또 그 는 생전 알프스 와 로키 등 세계 의 유명 산 을 거의 다 올랐 다고 한다 . 별 은 무엇 으로 빛나 는가 ? 수만 년 의 인류 궁금증 을 풀 어 준 이분 , 2005 년 에 돌아가 셨 다 . 백 살 에서 한 살 빠지 는 99 살 까지 사 시 고 . 주변 사람 들 얘기 론 생전 에 꼭 세인트 , 성자 의 풍모 를 풍겼 다고 한다 . / 이광식 2019 . 09 . 20 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------------------------“ 반짝 반짝 작 은 별 아름답 게 비추 네 . ” 라는 동요 를 기억 하 실 것 입니다 . 별 이 아름답 게 보이 는 이유 중 의 하나 는 반짝 반짝 빛나 기 때문 입니다 . 지평선 에 가까운 별 일수록 하늘 높 은 곳 에 있 는 별 보다 더 많이 반짝입니다 . 하지만 우주 정거장 이나 달 에서 보 면 별빛 은 가만히 있 고 반짝이 지 않 습니다 . 별빛 은 왜 지구 에서 볼 때 만 반짝이 는 것 일까요 ? 별빛 이 공기 중 에 있 는 먼지 에 부딪혀 반짝이 는 것 으로 알 고 있 는 사람 들 도 있 습니다 . 하지만 하늘 이 온통 먼지 로 뒤덮여 있 는 것 이 아니 기 때문 에 그것 은 잘못 알려진 것 입니다 . 빛 이 어떤 물질 을 통과 할 때 는 진행 하 는 각도 가 변합니다 . 이것 을 빛 의 굴절 이 라고 합니다 . 진공 인 우주 공간 으로부터 지구 대기 로 들어오 는 별빛 은 당연히 굴절 을 하 게 됩니다 . 물 속 에 있 는 숟가락 이 휘어져 보이 는 것 도 바로 이 굴절 현상 때문 입니다 . 빛 이 굴절 되 는 정도 는 빛 이 통과 하 는 물질 의 밀도 에 따라서 도 달라집니다 . 밀도 가 클수록 빛 이 휘어지 는 정도 , 즉 굴절 률 이 더 커집니다 . 지구 의 대기 밀도 는 일정 하 지 않 습니다 . 땅 에 가까울수록 공기 의 양 이 많 아 지 고 따라서 밀도 도 높 아 집니다 . 따라서 별빛 은 땅 에 가까워질수록 더 많이 굴절 하 고 , 실제 위치 보다 약간 높 은 곳 에 보입니다 . 하지만 대기 중 의 온도 차이 로 공기 가 계속 움직이 기 때문 에 대기 의 밀도 도 계속 변합니다 . 공기 의 밀도 가 변하 면 별빛 이 휘어지 는 정도 도 당연히 변합니다 . 따라서 별빛 이 우리 눈 에 들어오 기 까지 는 여러 차례 굴절 률 이 다른 공기 층 을 통과 하 는데 , 이것 이 바로 별빛 을 반짝이 게 하 는 이유 입니다 . 이런 이유 로 대기 가 안정 된 봄철 보다 온도 차이 가 심한 겨울철 에 별빛 이 더 많이 반짝입니다 . 지평선 에 가까운 별빛 이 하늘 높 은 곳 에 있 는 별빛 보다 더 많이 반짝이 는 것 은 지평선 쪽 의 대기 가 더 두껍 기 때문 입니다 . 더 많 은 대기 를 통과 해야 하 는 별빛 이 더 많이 반짝이 는 것 은 당연 한 일 일 것 입니다 . 행성 들 은 별 들 에 비해 반짝임 이 거의 없 습니다 . 이것 은 행성 들 이 별 들 에 비해 훨씬 큰 겉보기 지름 을 가지 고 있 기 때문 입니다 . 별 들 은 그 거리 가 너무 멀 기 때문 에 큰 망원경 으로 보 더라도 작 은 점 으로 밖 에 보이 지 않 습니다 . 하지만 행성 은 면적 을 가진 작 은 원 ( 외행성 들 ) 이나 찌그러진 원 의 모습 ( 내행성 들 ) 을 하 고 있 습니다 . 작 은 점 은 조금 만 흔들려 도 전체 가 흔들리 는 것 처럼 느껴 지 지만 면적 을 가진 행성 은 전체 적 으로 는 흔들림 을 거의 느낄 수 없 는 것 입니다 . 비오 는 날 멀리 있 는 작 은 가로등 빛 과 바로 앞 에 있 는 커다란 가로등 빛 을 비교 하 면 당연히 멀리 있 는 작 은 가로등 빛 이 더 많이 흔들리 는 것 을 알 수 있 을 것 입니다 . 행성 과 별 의 반짝임 차이 도 같 습니다 . 하지만 행성 들 이 아예 반짝이 지 않 는 것 은 아닙니다 . 대기 의 변화 가 아주 심한 날 , 지평선 근처 에 있 는 행성 들 은 반짝이 기 도 합니다 . 물론 그 경우 에 도 주위 의 별빛 이 반짝이 는 정도 에 비하 면 훨씬 작 은 정도 입니다 . 반짝이 는 별빛 은 별 을 연구 하 는 천문학자 들 에게 는 피하 고 싶 은 현상 입니다 . 흔들리 는 별빛 은 정확 한 별 의 이미지 를 얻 기 힘들 게 합니다 . 천문학자 들 은 흔들리 지 않 는 별빛 을 보 기 위해 여러 가지 방법 을 동원 합니다 . 그 중 하나 가 우주망원경 입니다 . 허블 우주망원경 은 대기 가 없 는 우주 에서 별 을 보 기 때문 에 지상 보다 훨씬 정밀 하 게 별 을 관찰 할 수 있 습니다 . 지상 에서 는 별빛 이 흔들리 는 방향 에 맞춰 망원경 의 거울 을 같이 움직이 게 하 는 방법 으로 별빛 의 흔들림 을 보정 하 기 도 합니다 . 디지털 카메라 에 있 는 손 떨림 방지 기능 도 비슷 한 원리 입니다 . / 이태형 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------------------------- 별빛 , 푸 를 수록 뜨겁 고 붉 을수록 차갑 다 별 , 별빛 . . 광활 한 우주 에서 는 빛 조차 느림보 거북이 처럼 움직입니다 . 밤하늘 을 수놓 은 별 들 의 빛 은 사실 수년 수십 년 동안 여행 해 이곳 에 닿 았 죠 . 태양계 에서 가장 가까운 켄타우루스자리 프록시마 도 빛 으로 4 년 이 걸립니다 . 이렇 듯 당신 이 보 는 별 은 지금 의 별 이 아닙니다 . 그 빛깔 은 어떻게 만들 어 졌 을까요 ? 밤하늘 은 검 다 . 불빛 이 많 은 도시 의 밤 은 푸르스름 하 거나 불그레 하 기 도 하 지만 , 기본 적 으로 밤 은 검 은 것 이 라는 데 이견 을 달 사람 은 없 을 것 이 다 . 그 검 은 장막 을 배경 으로 은백색 가루 를 뿌려 놓 은 듯 한 별 들 이 있 어 칠흑 같 은 암흑 의 비정 함 을 덜 어 준다 . 그래서 밤하늘 은 온갖 화려 한 색 으로 치장 된 낮 과 달리 흑 과 백 의 세상 이 다 . 글쎄 , 정말 그럴까 ? 밤하늘 의 별 들 을 조금 이 라도 열심히 들여다본 이 들 이 라면 동의 하 지 않 을 것 이 다 . 얼핏 흰색 으로 만 보이 는 별 들 이 실은 각기 다른 여러 가지 색 으로 빛나 고 있 다는 사실 을 알 것 이 기 때문 이 다 . 이 형형색색 의 별빛 은 일견 무미건조 해 보이 는 밤하늘 을 무채색 의 흑백 이 아닌 섬세 한 컬러 의 세상 으로 수놓 아 준다 . 그리고 색 을 통해 그 들 자신 의 정체 와 특성 에 대해서 도 많 은 이야기 를 하 고 있 다 . 청백색 별 은 붉 은 별 보다 더 뜨거운 별 이 다 . 밤하늘 에서 청백색 을 띠 며 가장 밝 게 빛나 는 시리우스 는 언뜻 하나 의 별 처럼 보이 지만 , 맨 눈 으로 보이 지 않 는 백색 왜성 ( 오른쪽 ) 을 거느린 쌍 성계 다 . 허블 망원경 관측 을 토대 로 만든 이미지 . / 미국 항공우주국 , 유럽 항공우주국 우리 별 1 호 는 별 이 아니 네 별 의 색 은 무엇 에 의해 결정 될까 . 그 이야기 에 들어가 기 전 에 별 과 행성 을 한번 더 구분 지 어 보 자 . 우리 는 습관 적 으로 하늘 에 떠 있 는 모든 빛나 는 것 을 별 이 라고 부르 곤 한다 . 그래서 윤동주 의 ‘ 서시 ’ 에 등장 하 는 바람 에 스치 우 는 별빛 이 시리우스 인지 금성 인지 따지 고 드 는 사람 은 없 다 . 우리 나라 최초 의 인공위성 인 우리 별 1 호 가 실은 별 이 아니 기 때문 에 잘못 지 은 이름 이 라고 비난 하 지 도 않 는다 . 하나 천 문학 적 의미 에서 별 은 스스로 타들 어 가 며 빛 을 내 는 천체 이 고 , 행성 은 다른 별 - 우리 경우 는 태양 - 의 빛 이 반사 돼서 눈 에 보이 는 천체 이 기 때문 에 서로 완전히 다르 다 . 그런 관점 에서 행성 부터 이야기 하 자면 지표 나 대기 가 무엇 으로 만들 어 져 있 느냐 에 따라 그 색 이 좌우 된다 . 즉 화성 이 붉 게 보이 는 것 은 산화철 성분 때문 에 지표 의 흙 이 붉 기 때문 이 고 , 해왕성 이 푸른 것 은 수소 와 헬륨 이 주종 인 대기 에 메탄가스 가 소량 섞여 있 기 때문 이 며 , 지구 가 푸른 것 은 물 로 된 넓 은 바다 와 엽록소 를 가진 삼림 이 퍼져 있 어서다 . 하 지만 타오르 는 별 의 경우 는 사정 이 좀 다르 다 . 대부분 의 별 은 우주 에서 가장 단순 한 원소 인 수소 와 그 핵융합 반응 의 산물 인 헬륨 , 이 두 물질 이 구성 성분 의 거의 대부분 을 차지 하 고 있 다 . 따라서 행성 들 처럼 성분 에 의해 색 이 확연히 달라질 일 은 없 다 . 스펙트럼 분석 을 하 면 소량 포함 된 규소 , 탄소 , 질소 , 산소 와 각종 금속 의 존재 가 드러나 지만 여하튼 그 색 이 눈 에 보이 진 않 는다 . 그래서 별 의 색 은 물질 이 아니 라 온도 에 의해 결정 된다 . 그럼 어떤 온도 가 어떤 색 을 만드 는 걸까 ? 우리 일상 생활 에서 라면 대개 붉 은 것 은 뜨겁 고 푸른 것 은 차 다 . 예컨대 뜨거움 그 자체 라고 할 불길 은 붉 게 타오르 고 , 그 반대편 에 있 는 얼음 은 투명 한 푸른색 으로 보인다 . 그래서 감정 적 으로 도 붉 은 색 은 열정 을 상징 하 고 푸른색 은 ‘ 쿨 함 ’ 의 대명사 이 기 도 하 다 . 그렇 다면 별도 마찬가지 일까 . 베텔게우스 , 알데바란 , 안타레스 같 은 붉 은 별 들 은 지옥 같이 뜨겁 고 시리우스 , 리겔 같 은 청백색 별 들 은 그 색깔 처럼 차라리 시원 한 가을 저녁 같 은 상태 일까 ? 실은 그 와 는 정반대 로 별 은 푸 를 수록 뜨겁 고 붉 을수록 차갑 다 . 열 과 색 에 대한 우리 의 통념 과 충돌 하 기 때문 에 의아 하 지만 , 다른 빛 이 반사 되 어 보이 는 색 과 열 에 의해 만들 어 지 는 색 은 전혀 다르 기 때문 에 그렇 다 . 차가운 지구 의 바다 가 푸르 게 보이 는 것 은 태양 빛 중 파장 이 긴 붉은색 이 물 에 흡수 되 어 사라지 는 반면 파장 이 짧 은 푸른색 은 물 분자 에 산란 , 반사 되 어 우리 눈 에 잘 들어오 기 때문 이 다 . 이렇게 바다 는 자체 적 으로 는 거의 빛 을 내 지 않 고 , 따라서 푸른색 을 ‘ 만들 어 ’ 내 지 않 는다 . 하지만 별 은 핵융합 을 통해 스스로 고열 과 함께 빛 을 생산 한다 . 이때 에너지 가 클수록 , 즉 뜨거울수록 파장 이 짧 은 빛 이 생겨나 기 때문 에 푸른색 을 띠 게 되 고 , 약할수록 파장 이 길 어 지 기 때문 에 붉 은 색 을 띠 게 되 는 거 다 . 이 순서 는 빨 주노 초파 남보 의 무지갯빛 을 반대 로 늘어놓 은 것 과 원칙 적 으로 같 다 . 그런데 잠깐 , 그렇 다면 푸른 별 과 붉 은 별 사이 중간 온도 에서 는 에메랄드 처럼 녹색 으로 빛나 는 별 도 있 어야 하 는 것 아닐까 ? 하지만 우리 기억 속 에서 의 ‘ 초록 별 ’ 이란 오직 지구 와 그 비슷 한 ( 가상 의 ) 행성 들 에 만 붙 는 이름 일 뿐 이 다 . 밤하늘 에서 는 물론 우주 를 찍 은 수많 은 화려 한 사진 에서 도 초록색 으로 빛나 는 별 을 본 경험 은 없 다 . 당연 한 것 이 , 초록빛 을 내뿜 는 별 은 실제로 없 기 때문 이 다 . 별 의 색 과 표면 온도 별 은 표면 온도 가 일정 하 지 않 기 때문 에 단일 한 파장 의 빛 만 만들 어 낼 수 는 없 고 , 여러 색 이 뒤엉켜 있 다 . 그래도 뜨거운 쪽 으로 치우친 별 은 푸르 게 보이 고 차가운 쪽 으로 치우친 별 은 붉 게 보이 지만 , 그 중간 온도 의 별 에서 는 빨 주노 초파 남보 의 가운데 인 녹색 이 만들 어 지 는 게 아니 라 가운데 와 양쪽 의 색깔 이 모두 겹쳐서 보이 게 된다 . 그래서 우리 눈 에 보이 는 결과물 은 다름 아닌 흰색 이 다 . 컴퓨터 모니터 의 RGB 는 레드 , 그린 , 블루 를 뜻 하 는데 이 를 흔히 ‘ 빛 의 3 원색 ’ 이라고 부르 고 , 이 세 가지 색 을 합쳐 흰색 을 만드 는 것 과 같 은 원리 다 . 별빛 을 보 라 , 각기 다르 다 항성 은 스스로 타오르 는 별 푸른색 일수록 뜨거운 별 이 다 행성 은 빛 을 반사 하 는 별 지표 나 대기 가 빛깔 을 만든다 당신 은 어떤 별 이 좋 나요 , 맹렬히 불타 다 짧 게 산화 하 는 별 뜨뜻미지근 하 지만 오래가 는 별 우리 가 붙어사 는 ‘ 태양 ’ 은 작 지만 100 억 년 을 사 는 별 이 다 별 이 하얗 게 빛나 는 이유 이제 이런 관점 에서 온도 에 따른 별 의 색 을 정리 해 보 자 . 별 의 표면 온도 가 2 만 ~ 3 만 5000 도 에 달하 면 푸른색 이 되 고 , 1 만 5000 도 정도 면 청백색 을 띤다 . 9000 도면 RGB 가 뒤섞여 녹색 아닌 흰색 이 고 7000 도면 노란 기 가 강해져 황백색 이 된다 . 태양 과 비슷 한 5500 도 에서 는 노란색 , 그 보다 낮 은 4000 도 에서 는 주황색 , 그리고 3000 도 에서 는 붉 은 색 으로 빛나 게 된다 . 이 온도 의 기준 은 절대 온도 이 기 때문 에 우리 가 익숙 한 섭씨 로 알 려면 273 도 를 빼 면 되 는데 , 물론 큰 차이 는 없 다 . 이 온도 에 따른 색깔 은 별 의 크기 나 수명 과 도 관련 되 어 있 다 . 일반 적 인 별 들 - 주계열성 이 라고 부른다 - 을 기준 으로 보 면 뜨거운 푸른 별 일수록 핵융합 의 연료 인 수소 가 많이 필요 하 기 때문 에 그만큼 크 고 , 한편 으로 맹렬히 불타 다 보 니 수명 도 짧 아서 겨우 수백만 년 밖에 되 지 않 는다 . 반면 비교 적 온도 가 낮 은 노란 별인 태양 은 수소 연료 가 덜 쓰이 기 때문 에 크기 는 작 고 수명 도 훨씬 길 어 100 억 년 이나 된다 . 더 차가워서 붉 고 작 은 별 들 은 지금 까지 우주 의 나이 인 137 억 년 보다 훨씬 길 게 살 수 있 다 . 물론 여기 에 는 예외 도 있 다 . 보통 크기 의 별 이 늙 으면 원래 모습 을 잃 고 정상 적 인 삶 의 궤적 을 벗어나 게 된다 . 핵 속 의 수소 가 동 이 나 서 이제 껍질 부분 에서 핵융합 반응 이 일어나 는 건데 , 이 과정 에서 엄청나 게 팽창 해 버린다 . 이런 별 을 적색 거성 이 라고 하 고 태양 도 수십억 년 후 에 는 이 상태 에 놓이 게 된다 . 적색 거성 은 이름 처럼 붉 은 색 이 기 때문 에 온도 가 낮 지만 크기 는 그야말로 거대 하 다 . 원체 크 게 팽창 해 있 기 때문 에 그리 밝 지 않 아도 먼 곳 에서 도 잘 보이 는 눈 에 띄 는 별 이 된다 . 우리 가 밤하늘 에서 쉽 게 찾 을 수 있 는 붉 은 별 들 은 대개 이런 부류 다 . 한편 으로 청색 거성 이 라는 것 도 있 다 . 푸른색 별 은 원래 뜨겁 고 큰 것 아니 더냐 하 고 반문 할 수 있 지만 엄밀 하 게 말 하 면 그것 들 은 푸른색 의 일반 별 들 이 다 . 여기 서 의 청 색거 성 은 별 이 늙 어 적색 거성 이 되 었 다가 연료 인 수소 를 다 써 버리 고 그렇게 만들 어 진 헬륨 을 핵융합 해 탄소 를 만들 고 있 는 상태 의 별 이 다 . 맨 눈 으로 보이 는 대표 적 인 청 색거 성 은 하늘 에서 일곱 번 째 로 밝 은 오리온자리 오른쪽 아래 의 리겔 인데 , 지금 은 지름 기준 으로 태양 의 62 배 나 되 지만 질량 은 17 배 정도 라 팽창 한 상태 라는 점 을 알 수 있 다 . 청 색거 성 이 되 기 전 에 는 태양 의 몇 배 정도 크기 였을 뿐 이 다 . 이렇게 온도 와 나이 에 따라 크 기 도 색도 변해 가 는 별 들 , 하지만 이런 별 들 의 변화 를 우리 삶 속 에서 감지 하 기 란 무척 어렵 다 . 별 의 일생 은 아무리 짧 아도 수백만 년 에 달하 기 때문 에 , 지상 에 첫 인류 의 조상 이 등장 한 이후 로부터 따져도 별로 변한 게 없 기 때문 이 다 . 그런데 , 와중 에 우리 가 알아차릴 수 있 도록 갑작스레 일어나 는 변화 도 있 다 . 바로 초신성 폭발 이 다 . 앞 에서 이야기 한 거성 들 은 조만간 초신성 폭발 을 일으키 며 은하 전체 와 맞먹 는 빛 을 내뿜 으며 몇 달 간 밤하늘 의 큰 지역 을 차지 하 게 될 텐데 , 그런 일 은 역사 속 에서 도 일어났 고 내일 이 라도 다시 일어날 수 있 다 . 우리 생전 에 그런 장관 을 보 게 된다면 대단 한 행운 일 것 이 다 . ‘ 반짝반짝 작 은 별 ’ 의 비밀 이렇게 다양 한 별 의 색깔 외 에 도 밤하늘 을 더 환상 적 으로 만들 어 주 는 또 다른 요소 가 하나 있 다 . 바로 별 의 깜빡 임 이 다 . ‘ 반짝반짝 ( twinkle · 깜빡깜빡 ) 작 은 별 ’ 이 라는 노래 에서 처럼 별 을 잘 보 고 있 으면 별빛 이 일렁 거린다는 점 을 알 수 있 다 . 이건 어찌 된 일 일까 ? 물론 별 은 실제로 깜빡이 지 는 않 는다 . 변광성 이 라는 , 광도 가 실제로 변하 는 별 도 있 지만 깜빡이 게 느껴질 만큼 빠르 게 변할 리 는 없 다 . 이것 은 별 이 아니 라 우리 가 사 는 지구 내 에서 일어나 는 조화 다 . 지표 를 둘러싸 고 있 는 대기 의 밀도 차이 때문 에 이런 현상 이 생겨나 는데 , 그래서 바람 이 불 어 밀도 가 빨리 변하 면 더 많이 깜빡이 기 도 한다 . 바람 에 스치 우 는 별빛 이 라는 시구 가 괜한 표현 이 아닌 것 이 다 . 이렇 듯 공기 의 힘 으로 별빛 은 더 신비 하 고 아름다워 지 지만 , 막상 별 의 실제 모습 을 보 려는 천문학자 들 에게 는 관측 에 큰 방해 요소 라는 점 도 쉽 게 짐작 할 수 있 다 . 그래서 과학 기술 이 발전 하 면서 허블 같 은 우주 망원경 을 만들 어 대기 가 없 는 우주 공간 에 띄우 기 도 하 고 , 최근 에 는 아예 렌즈 자체 에 미세 한 굴곡 을 줘서 이 일렁임 을 상쇄 하 는 기술 까지 등장 했 다 . 그 덕분 에 구경 이 수십 m 씩 되 는 , 우리 나라 도 참여 하 고 있 는 거대 마젤란 망원경 ( GMT · Giant Magellan Telescope ) 같 은 커다란 망원경 을 지상 에 만들 어 쓰 는 일 이 가능 해졌 다 . 아 는 만큼 보인다는 말 이 있 다 . 그런데 실은 아 는 만큼 느낄 수 도 있 다 . 형형색색 으로 빛나 는 별 들 은 원시 시대 부터 신비 함 의 원천 이 었 다 . 우리 의 선조 들 은 하늘 끝 에 걸린 장막 위 에 찍힌 빛나 는 점 들 의 동화 같 은 이야기 속 에 빠져 들 었 다 . 이제 우리 는 저 별 들 이 그때 는 상상 조차 할 수 없 었 던 거대 한 천체 들 이 라는 사실 을 알 고 , 이 모든 것 을 낳 은 우주 의 광대 함 속 으로 빠져 든다 . 밤하늘 의 별빛 은 수천 년 전 이나 지금 이나 다를 것 이 없 지만 , 소박 한 이야기 에서 시작 한 별 에 대한 꿈 은 이제 꿈 보다 도 더 놀라운 ‘ 실제 ’ 에 대한 진정 한 경이감 으로 승화 됐 다 . 이렇게 우리 는 우리 자신 과 우리 가 사 는 세상 에 대해 조금 씩 더 알 아 가 고 있 다 . 과학 을 통해 . / 파토 원종우 저자 공유 하 기 글 요소