천문학자들이 애타고 찾고 있는 가설의 별 5

천문학자들은 우주에서 처음 만들어진 별이 어땠는지 알고 싶었습니다.

그리고 반대로 우주의 마지막 별은 어떻게 될지에 대해서도 늘 궁금해 했었죠.

그래서 천문학자들은 오랜 시간 동안 이러한 별들에 대해서 연구를 진행해 왔습니다.

이러한 과정에서 수 십개의 가상의 별들이 등장하게 되었는데요.

대부분의 별들은 가설로 남을 가능성이 높지만, 이번에 소개할 5개의 별들은 어쩌면 실제로 존재했거나 지금도 존재하고 있을지도 모릅니다.

 

 

5. 항성종족 III 별

우주 초창기에는 무거운 원소가 거의 없었습니다.

그래서 첫 번째로 탄생한 별은 대부분 수소와 헬륨으로만 구성되어 있었을 겁니다.

우주 최초의 별, 즉 항성 종족 III(Population III stars)에 속하는 별들은 태양의 수백 배의 질량을 가지고 있었을 것으로 추정되고 있는데요.

시간이 지나면서 초기 별들의 연료는 빠르게 소모되었고, 결국 초신성이 되어 사라지게 되었습니다.

이러한 과정은 우주 공간을 훨씬 더 무거운 원소로 채우게 되었고, 이를 바탕으로 2세대의 별들이 탄생하게 되었죠.

참고로 2013년에 관측된 감마선 폭발 GRB 130925A는 이러한 1세대 별들 중 하나가 붕괴되면서 발생된 것으로 생각되고 있는데요.

만약 이것이 정말 1세대의 별이 만들어낸 흔적이라고 하더라도, 어쨋든 먼 과거의 사건이 이제서야 우리에게 도달했을 뿐입니다.

하지만 아직 포기하기엔 이릅니다. 천문학자들은 지금도 우주 초기의 별을 찾기 위해 노력하고 있습니다.

 

4. 암흑물질 별(Dark stars)

우주 초창기에는 좀 더 특이한 별들이 존재하고 있었을지도 모릅니다.

초기의 은하들이 형성되기 시작하면서 일부 은하의 중심에는 암흑 물질들이 모이게 되었는데요.

암흑 물질의 밀도가 점점 높아지게 되면서 서서히 별의 모양이 만들어지기 시작했죠.

마치 구름처럼 생긴 이 별은 결국 태양 질량의 수백만 배, 그리고 태양의 10억배의 밝기로 성장하게 되었습니다.

하지만 수명은 아주 짧았을 겁니다. 암흑 물질이 빠르게 떨어져 나가게 되면서 붕괴되었기 때문입니다.

어쩌면 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀도 밀집된 암흑 물질들이 붕괴되면서 만들어지게 되었을 지도 모릅니다.

 

3. Blitzars

현재의 우주에서도 존재할 수 있는 가설의 별이 있습니다.

바로 Blitzars라고 하는 별입니다.

죽어가는 별들은 특정 질량 이상일 때만 초신성이 되고 그 이후에 블랙홀로 붕괴될 수 있는데요.

만약 조건이 조금이라도 달라지게 되면 블랙홀이 아닌 중성자 별로 붕괴하게 됩니다.

Blitzars는 블랙홀로 붕괴될 수 있을 만큼 질량이 높지만, 매우 빠른 회전력으로 중력을 극복하고 있는 중성자 별입니다.

이 별은 시간이 지나면서 회전 속도가 점점느려지게 되고, 결국 블랙홀로 붕괴되어 엄청난 양의 에너지를 방출하게 됩니다.

2013년에 천문학자들은 고속 전파 폭발(Fast Radi Burst)의 원인으로 이 별을 제안했습니다.

 

2. 쿼크 별

중성자 별과 블랙홀 사이의 틈을 메울 수 있는 또 다른 가설의 별이 있습니다.

바로 쿼크로 이루어져 있는 별, 쿼크 별입니다.

쿼크는 극도의 압력과 온도가 유지되어야만 안정적으로 존재할 수 있는데요.

그런면에서 중성자 별은 쿼크를 안정적을 유지할 수 있는 최적의 환경이라고 할 수 있습니다.

만약 중성자 별의 질량이 블랙홀로 붕괴될 정도는 아니지만, 중성자를 쿼크로 분해할 수 있을 정도로 충분히 크다면 이러한 쿼크 별이 만들어질 수 있습니다.

또한 만약 쿼크가 기묘 쿼크(strange quarks)로 변하게 된다면 훨씬 더 안정적으로 별이 유지될 수 있을 겁니다.

과학자들은 수년 동안 쿼크 별에 대한 몇 개의 잠재적 후보를 찾아냈는데요.

아쉽게도 아직 확실하게 입증되지는 않았습니다.

 

1. 흑색 왜성

우리 태양의 마지막은 어떠한 모습일까요?

이 의문에 대한 답을 내리기 위해 많은 천문학자들이 오랫동안 노력해왔습니다.

천문학자들은 약 50억년 후에 태양이 연료를 모두 소모하여 백색 왜성이 될 것이라는 결론을 내렸죠.

그리고 시간이 더 흐르게 되면 태양의 빛은 점점 더 희미해지고 온도도 계속 내려가게 될 것으로 예상했습니다.

즉, 태양은 차가운 흑색 왜성이 되어 서서히 죽어가게 된다는 겁니다.

시간이 얼마나 걸리지는 확실하지 않지만, 가장 짧은 추정치도 1조년이 넘게 걸릴 것으로 예상하고 있는데요.

그렇기 때문에, 이 별은 영원히 가설 속의 천체로만 남게될 가능성이 높습니다.

 

 

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