[ 오색 인 문학 ] ' 화려 한 죽음 ' 초신성 , 새 별 의 탄생 부른다 
 웹 출고 일 : 2020 - 03 - 26 16 : 55 : 41 
 최종 수정 일 : 2020 - 03 - 26 16 : 55 : 41 
 ■ 별 들 과 의 대화 - 별 의 생애 주기 
 - 심 채경 경희대 우주 과학 과 학술 연구 교수 
 수명 70 억 ~ 130 억 년 가량 인 별 
 핵융합 으로 밝 게 타오르 다가 
 마침내 수축 · 거대 폭발 로 사라져 
 충격파 가 주변 가스 먼지 흔들 고 
 기체 덩어리 모여 또 다른 별 생성 
 2020 - 03 - 26 16 : 55 : 46 
 뉴욕 · 샌프란시스코 · 파리 · 밀라노 … . 언제나 활기 가 넘치 고 붐볐 던 대 도시 에 인적 이 드물 어 졌 다 . 텅 빈 듯 한 도시 를 햇살 만 이 채우 고 있 는 사진 속 풍경 . 예년 대로 라면 연중 늘 북적북적 대 도시 는 물론 산 에 도 바닷가 에 도 따뜻 해진 날씨 와 봄꽃 을 만끽 하 려는 상춘객 으로 그득 했 을 것 이 다 . 남녀노소 를 불문 하 고 다양 한 사람 이 모여 있 는 공간 에서 는 인류 라는 모집단 을 추정 하 기 에 꽤 괜찮 은 표본 집단 을 만날 수 있 다 . 적어도 키 와 체격 · 얼굴 처럼 겉 으로 드러나 는 양태 면 에서 는 . 
 만약 외계 의 지적 생명체 가 지구 인류 를 연구 하 기 위해 우리 의 일생 을 그대로 추적 하 려면 평균 수명 만큼 의 세월 이 필요 하 다 . 그래서 동식물 을 관찰 할 때 는 생애 주기 가 짧 은 , 초파리 나 애기장대 같 은 모델 생물 을 쓴다 . 그러나 한 개체 의 평생 을 연구 하 는 것 이 용이 하 지 않 을 때 에 는 생 의 다양 한 단계 에 있 는 여러 개체 를 연구 하 는 것 으로 개체 의 생애 주기 를 알 수 있 다 . 우리 가 별 의 일생 을 파악 할 때 바로 그런 방식 을 사용 한다 . 
 오메가 센타 우리 구상성 단의 HR 도 . 
 별 의 수명 은 70 억 ~ 130 억 년 가량 이 다 . 그렇게 수명 이 긴 별 의 일생 을 아 는 것 은 밤하늘 의 수많 은 별 을 관찰 해 그 색 과 밝기 의 경향 을 알아냈 기 때문 이 다 . 20 세기 초 아이나르 헤르츠스프룽 과 헨리 노리스 러셀 은 별 의 색 을 가로축 으로 , 밝기 를 세로축 으로 하 는 그래프 위 에 별 들 을 점찍 어 봤 더니 별 들 이 산개 해 있 지 않 고 여기저기 군집 을 이루 는 것 을 발견 했 다 . 이 그래프 를 두 사람 의 이름 을 따 ‘ HR 도 ’ 라고 한다 . HR 도 를 보 면 왼쪽 위 의 밝 고 푸른 별 에서 오른쪽 아래 의 어둡 고 붉 은 별로 이어지 는 추세 선 이 뚜렷 하 게 나타난다 . 역슬래시 방향 의 구불구불 한 대각선 형태 다 . 우리 태양 을 포함 해 밤하늘 의 별 대부분 이 바로 여기 , 주계열 에 군집 을 이룬다 . 어두운 주계열 성 은 작 은 별 , 밝 은 주계열 성 은 큰 별 이 다 . 
 별 은 기체 덩어리 다 . 모여 있 는 양 이 아주 많 기 때문 에 내부 가 아주 뜨겁 다 . 그 안 에서 서로 빠르 게 움직이 던 원자핵 이 부딪혀 핵융합 반응 이 일어난다 . 이때 의 약간 의 질량 이 에너지 로 변하 면서 별 이 빛 을 내 는 것 이 다 . 언젠가 는 재료 가 소진 되 는 데 수소 가 소진 되 면 헬륨 , 헬륨 이 소진 되 면 탄소 , 이런 식 으로 재료 를 바꿔 가 며 마침내 철 이 만들 어 질 때 까지 몇 단계 의 핵융합 을 거친다 . 애초 부터 질량 이 작 아 가진 재료 의 양 이 적 은 별 은 핵융합 의 초기 단계 에서 생 을 마감 한다 . 마지막 순간 수축 했 다가 작 은 폭발 을 일으켜 외각 은 벗겨져 나가 고 핵 만 남 는다 . 이 들 백색 왜성 은 주계열 보다 왼쪽 아래 에 군집 을 이룬다 . 너무 어두워서 백색 왜성 자체 는 관측 하 기 가 쉽 지 않 으나 벗겨져 나간 잔해 가 아름다운 행성상 성운 으로 관찰 된다 . 
 여러 파장 대 에서 관측 된 W 49 B 초신 성 의 잔해 . / NASA 
 보다 큰 별 은 여러 단계 의 핵융합 을 거치 며 계속 밝 게 타오른다 . 비록 온도 가 점차 식 어 별빛 은 붉은색 으로 변하 지만 별 자체 가 팽창 해서 여전히 밝 게 보인다 . 이 상태 의 별 은 HR 도상 에서 주계열 보다 오른쪽 에 위치 한다 . 마침내 모든 단계 의 핵융합 이 끝나 고 중심부 에 더 이상 핵융합 을 일으키 지 않 는 철 만 남 게 되 면 별 을 이루 고 있 는 물질 이 모두 한꺼번에 수축 했 다가 거대 한 폭발 을 일으키 며 우주 공간 으로 흩어진다 . 바로 초신성 이 다 . 이름 만 보 면 새로 태어날 별 같 지만 사실 생 의 마지막 을 화려 하 게 장식 하 고 사라지 는 순간 이 다 . 밤하늘 에 갑자기 엄청나 게 밝 은 별 이 나타나 수개월 에 걸쳐 서서히 어두워진다 . 수십억 년 의 별 의 수명 에 비하 면 찰나 와 같 은 순간 이 다 . 
 초신성 폭발 후 에 는 더 이상 별 이 아니 므로 HR 도상 에서 사라지 게 된다 . 그러나 그동안 쌓 아 뒀 던 핵융합 의 결과물 을 주위 에 흩뿌려 화려 하 고 도 장엄 한 여러 색 의 잔해 를 남긴다 . 잔해 는 계속 해서 빠르 게 퍼져 나가 고 폭발 로 인한 충격파 가 주변 의 가스 먼지 들 을 흔든다 . 그러 다 보 면 어딘가 에서 는 다시 기체 덩어리 가 모여 수축 을 시작 한다 . 별 의 죽음 으로부터 또 다른 별 이 탄생 하 는 것 이 다 . HR 도 에 새로운 점 이 찍힌다 . 
 성단 에 있 는 별 의 HR 도 를 그려봐 대부분 주계열 에 모여 있 다면 꽤 젊 은 성단 이 라고 할 수 있 다 . 반 대로 핵융합 이 천천히 일어나 는 작 은 별 들 만 주계열 의 오른쪽 아랫부분 에 많이 남 아 있 고 밝 은 별 은 대부분 주계열 을 떠나 HR 도 의 오른쪽 에 흩어져 있 다면 고령화 가 진행 된 성단 이 다 . 외부 은하 의 경우 도 마찬가지 다 . 그래프 하나 가 성단 과 은하 의 나이 를 추정 하 고 개개 의 별 이 각자 의 생애 주기 에서 어느 단계 에 있 는지 를 알아볼 수 있 게 해 주 는 것 이 다 . 
 그저 멀리서 지켜보 는 것 만 으로 도 많 은 것 을 알 수 있 다 . 우리 인류 는 탄생 과 멸종 사이 어디 쯤 와 있 을까 , 우리 에게 펼쳐진 길 을 우주 적 섭리 에 따라 잘 밟 아 나가 고 있 을까 , 그런 것 도 알려 주 는 그래프 가 있 으면 좋 겠 다 . 
 심 채경 경희대 우주 과학 과 학술 연구 교수