갓 태어난 별의 이름 원시성(Protostar), 원시성의 탄생과 성장이야기

네뷸라가 별이 태어나는 탄생지라면 이곳에서 갓 태어나는 어린 별을 원시성이라고 부릅니다. 원시성은 영문으로 Protostar로 표기되는데요. 원시성의 탄생과 성장에 대해 알아보겠습니다.

이미지출처-NASA

네뷸라는 어떻게 원시성을 만들어낼까?

네뷸라는 엄청나게 낮은 밀도의 가스와 먼지로 이루어진 일종의 구름형태입니다. 네뷸라 자체는 보통 이 상태로 우주공간에 존재하다가 외부의 충격, 그러니까 예를 들자면 근처에 있던 초신성이 폭발하거나 혹은 인접한 다른 구름과의 충격등을 통해 외부 자극을 받게 되고, 이 자극으로 인해 중력이 붕괴되고 수축을 시작하게 됩니다. 수축이 진행되는 과정에서 압력과 밀도가 높아지며 열이 발생하게 되고 네뷸라의 핵이 핵융합을 시작할 수 있을 정도의 밀도와 온도가 되는 순간 원시별이 생성되게 됩니다.

 

원시성의 성장

원시성이 막 만들어진 초기에는 원시성은 부착원반이라고 불리우는 회전하는 가스와 먼지들에 둘러싸여 있는 상태가 됩니다. 이 가스와 먼지들의 형상이 원반 같다고 하여 부착원반이라고 부르고 있습니다. 이 부착원반은 아직 원시성의 핵융합에 사용되지 않은 먼지와 가스들은 물론 수소와 헬륨등의 성분들로 구성되어 있으며 원시성이 만들어지기 전 네뷸라에서 원시성이 되지 않은 잔존물이라고 볼 수 있습니다. 

 

원시성이 만들어졌다고해서 원시성의 성장이 멈추는 것이 아니라 이후 주변을 돌고 있는 이 부착원반의 구성물들을 중력으로 계속 끌어당겨 질량과 크기를 늘려나갑니다. 질량과 크기를 늘려나갈수록 중력은 더 강해지고 더 많은 양의 구성요소들을 끌어당기게 되는데 이 과정은 원시성이 자라 다음 단계인 주계열성이 되는 시점까지 진행됩니다. 

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궁금증 하나. 그럼 별의 최종 성장의 범위는 최초의 네뷸라에게 달려있다?

원시성이 만들어지는 최초의 네뷸라의 크기는 결국 원시성이 어디까지 성장할 수 있는가를 결정하는 요인이 됩니다. 네뷸라의 크기가 크고 구성물이 풍부할수록 원시성이 만들어진 이후 부착과정을 통해 성장을 더 크게 해 나갈 수 있기 때문입니다. 단 최초의 네뷸라가 아니라도 수축과 부착을 하는 과정 중에 주변의 네뷸라를 흡수하여 더 거대한 질량으로 성장할 수 있는 가능성은 있습니다.

 

궁금증 둘. 원시성의 질량은 별의 운명에 영향을 줄까?

원시성의 진화는 여러갈래로 나뉘게 되는데 이 갈래가 나뉘는 주요 원인 중 하나가 질량입니다. 보통 질량이 큰 별은 더 빨리 더 많은 연료를 태우지만 질량이 낮을수록 연료를 더 천천히 태우게 됩니다. 때문에 별의 수명만을 놓고 본다면 질량이 큰 별이 오히려 더 빨리 수명을 다하게 됩니다. 결국 별의 운명 자체가 질량에 의해 좌우되고, 최종적으로 형성된 질량에 따라 백색왜성, 중성자별, 블랙홀 등 수명을 다했을 때의 형태가 달라지게 됩니다.

 

2023.04.29 - [분류 전체보기] - 별이 만들어지는 첫 단계 네뷸라는? (Nebula)

별이 만들어지는 첫 단계 네뷸라는? (Nebula)