별들이 살아가는 방식, 인간의 모습과 얼마나 유사한가

◆ 별은 어떻게 살아갈까?

별은 우주를 봤을때 제일 흔하면서도 중요한 구성물질입니다. 별 자체는 엄청난 온도가 포함되니 가스덩어리라고 볼 수 있지요. 보통 사람이 청명한 밤에 하늘을 올려다 봤을때 최소 3천개 정도의 별들을 관찰할 수 있다고 합니다. 

 

맑은 밤하늘에서나 가능하겠지만, 그 수가 저렇게나 많을 줄은 몰랐네요. 그저 큰별 몇개 정도만 보이던데 말입니다. 별을 보면, 일단 빛이 나는 밝기에 따라 보이거나 안보이거나 하겠지요. 이런 밝음의 차이를 겉보기 등급이라고 합니다. 

 

많이 밝게 빛난다고 해서 그 거리가 가까이 있다고는 말할 수 없지요. 별은 밝기 외에도 고유의 색깔을 가지고 있습니다. 그냥 대충 봐서는 모두 하얀색으로 약간 반짝거리는 정도일 줄 알았는데 컬러를 가진다는 군요. 하긴 모든 별이 다 하얀색일리는 없을 겁니다. 

 

밤하늘의 별도 인간처럼 생로병사를 겪습니다.

 

여하튼 밝으면 우리 눈에 더 잘 보이는 건 사실이지요. 별도 사람의 삶처럼 그 주기가 있습니다. 청년기, 중년기, 노년기, 죽음의 순서인데요. 인간의 생애를 그대로 빼닮았습니다. 탄생이 있으면 그 끝이 있듯이 인간사와 같네요. 

 

태양과 같은 크기의 별들은 거의 1백억년 동안이나 그 형태를 유지하고 있습니다. 기껏 가스덩어리들의 집합체인 별들은 왜 그 자리에서 적지도 않은 세월을 그렇게 버티고 있는 걸까요? 별들의 쓰임새는 과연 무엇일지? 우주의 속성은 인간의 머리로 이해하기가 참 난해합니다. 

 

 

◆ 별까지의 거리를 측정해보자.

우주에 대한 경외심과 호기심을 가지게 되면 제일 먼저 그 곳까지의 거리가 얼마나 될지 제일 궁금합니다. 특히 지구에서 특정별까지의 거리를 도대체 어떻게 알 수 있을까 말이지요. 지구에서의 가까운거리야 한번 직접 가본다면 어느정도 알 수 있는데 말입니다. 

 

 

우리가 절대로 가볼 수 없는 곳까지의 거리를 측정한다면 당연히 물리의 법칙 속의 각도와 같은 개념으로 가능할 겁니다. 바로 연주시차법이 쓰이고 있네요. 이는 바로 측정할 수 있는게 아니라, 지구가 태양의 주위를 돌때 각각 반대 방향에 있을때 한번씩 측정하게 됩니다. 

 

처음 관측하고 두번째는 반년이나 지난후에 측정할 수 있지요. 측정하려는 별과 그 뒤쪽에 멀리 있는 배경이 되는 별을 한쌍으로 측정해 둡니다. 6개월 후 지구 공전 궤도의 처음과 완전 반대편으로 왔을때 측정별과 배경별을 다시한번 관측하지요. 

 

처음 지구 위치와 두번째 지구의 위치의 거리차는 무려 6억 킬로미터나 됩니다. 우리들이야 뭐 그냥 그 자리에서 생활하고 있겠지만, 지구는 우주의 공간을 멀리도 이동한 상태이지요. 처음과 두번째의 지구가 이루는 각도인 시차를 측정해서 결국 별의 거리를 재게 됩니다. 

 

별까지의 거리는 연주시차법을 이용해 측정하지요.

 

몇광년이라는 거리를 측정해 내면, 인간의 상상으로는 도저히 추측하기 어려운 거리라 여겨지네요. 빛의 속도로도 한참을 가야한다니 우리의 걸음속도로는 말도 안됩니다. 이런 계산법으로도 실제 인공위성이나 로봇들이 달탐사를 하고 화성에 정확히 착지하는 것 보면 신기하기만 하지요. 

 

과학적 기술을 보면, 실제 별까지의 거리도 내심 맞을 것 같다고 믿으면서도 긴가 민가하는 생각은 떨칠 수가 없습니다. 상당히 간단한 계산법인거 같은데도 천문학의 모든 거리계산에 잘 쓰이는것 보면 신뢰를 가져야 할 것 같네요.

 

 

◆ 별들의 분포도 : 헤르츠스프룽-러셀도

별들도 그 주기에 따라서 진화를 해 나갑니다. 이런 별의 분포도를 볼 수 있는 다이어그램이 존재하는데 바로 헤르츠스프룽-러셀도 라고 하지요. 이름에서 유추해볼 수 있듯이 덴마트와 미국의 천문학자의 이름을 딴 것입니다. 

 

일명 H-R도 라고 부르지요. 이 분포도는 별들의 색깔과 표면의 온도 그리고 밝기에 따른 별들의 위치를 보여주어 그 분포상황을 알 수 있게 해줍니다. 가운데의 대각선의 띠 모양을 분포하는 곳을 "주계열성"이라고 하고요. 

 

헤르츠스프룽-러셀도는 별의 분포를 보여줍니다.

 

이 곳이 별들이 제일 많이 밀집되어 있는 곳으로 핵에서 수소를 태우는 별들이 존재합니다. 또한, 빨갛고 주황색을 띄는 거성들은 생의 마지막에 해당하며 팽창하는 밝은 색의 별들이지요. 대부분의 거성들은 점점 나이가 들어감에 따라 초거성으로 더욱 커지게 됩니다. 

 

우리가 하늘에서 보는 별들은 대개가 거성과 초거성을 보고 있는 것이죠. 그만큼 멀지만 밝게 빛나서 입니다. 백색왜성은 이름처럼 희미한 색깔에 뜨거운 핵으로 태양과 같은 별들이 다 탄 후에 남은 상태이지요. 우리 지구와 가장 가까이에 위치한 별들입니다. 

 

 

 

◆ 태양과 비슷한 크기의 별은 없는가?

태양과 그 질량이 비슷한 별을 연구하는 이유는 바로, 우리의 태양을 제대로 알 수 있기 때문입니다. 이런 별들의 구조를 보면 3개의 파트로 나뉘어져 있습니다. 핵과 복사층과 대류층이지요. 핵은 제일 중앙에 위치하여 에너지를 생성시키는 곳입니다. 

 

복사층은 에너지가 전자기복사의 모습으로 바깥 표면을 향해 이동하며 올라가지만 결국 에너지를 잃게 되는 층이지요. 대류층은 엄청난 열의 에너지가 제일 위로 이동하는 바로 그 곳을 말합니다. 전자기복사란 대부분이 적외선과 가시광선을 말하는데 이들은 곧바로 우주공간으로 빠져나가지요. 

 

먼훗날 태양은 적색거성으로 변할것 같네요.

 

태양과 같은 크기의 별들은 보통 수명이 1백억년 정도입니다. 우리의 태양은 이제 약 50억년 후면 적색거성으로 변한다고 하지요. 우리 인류가 과연 그 긴 시간동안 살아있을지는 알 수 없습니다. 더 발전된 인류가 될지, 후퇴한 상태일지는 몰라도 그 후까지 걱정하고 싶진 않네요.

 

백년도 살지 못하는 우리들인데, 현실에 있는 지금을 생각하고 즐겨야하지 않을까요? 천문학이라는 학문은 사람의 마음을 좀 더 부드럽고 너그럽고 여유롭게 바꿔주는 학문이 아닐까 생각이 듭니다. 코스모스의 저자 칼세이건 처럼 좀체 남에게 싫은 소리 한마디 안할 것 같은 좋은 인상이잖아요?