백색 왜성이란 무엇입니까? | Astronomy Essentials
더 크게보십시오. | 거문고 자리의 고리 성운 (M57)은 태양과 같은 별의 마지막 단계를 보여줍니다. 이 성운의 중심에있는 흰색 점은 백색 왜성입니다. 한때 별을 구성했던 가스 구름을 비추고 있습니다. 색상은 수소, 헬륨 및 산소와 같은 다양한 요소를 식별합니다. 이미지 제공 : The Hubble Heritage Team (AURA / STScI / NASA).
백색 왜성은 오래도록 죽은 별의 뜨겁고 밀도가 높은 잔재입니다. 별이 연료 공급을 소진하고 대량의 가스와 먼지를 우주로 날린 후에 남겨진 별의 핵입니다. 이 이국적인 물체는 우리 태양을 포함하여 우주의 대부분의 별에 대한 진화의 마지막 단계를 표시하고 우주 역사에 대한 더 깊은 이해로가는 길을 밝힙니다.
단일 백색 왜성은 대략 우리 태양의 질량을 포함합니다. 우리 행성보다 크지 않은 볼륨으로. 그들의 작은 크기는 백색 왜성을 찾기 어렵게 만듭니다. 육안으로는 백색 왜성을 볼 수 없습니다.
그들이 생성하는 빛은 별의 원자력 발전소로 수십억 년을 보낸 후 축적 된 엄청난 양의 에너지가 느리고 꾸준하게 방출 될 때 발생합니다.
백색 왜성은 별이 꺼질 때 태어납니다. 별은 중력과 외부 가스 압력 사이의 불안정한 균형 속에서 대부분의 삶을 보냅니다. 별의 핵을 누르는 몇 옥경 톤의 가스의 무게는 핵융합을 발화 할 수있을 정도로 밀도와 온도를 높입니다. 수소 핵이 함께 융합되어 헬륨을 형성합니다. 열핵 에너지의 꾸준한 방출은 별이 스스로 붕괴되는 것을 방지합니다.
별의 중심에서 수소가 떨어지면 별은 헬륨을 탄소와 산소로 융합하는 방향으로 이동합니다. 수소 융합은 핵을 둘러싼 껍질로 이동합니다. 별이 팽창하여 적색 거성이됩니다. 태양을 포함한 대부분의 별들에게 이것이 끝의 시작입니다. 별이 팽창하고 항성풍이 점점 더 사나운 속도로 불어 오면 별의 바깥층은 끊임없는 중력의 힘에서 벗어나게됩니다.
적색 거성이 증발함에 따라 별은 중심을 뒤로합니다. 노출 된 핵은 새로 태어난 백색 왜성입니다.
하늘에서 가장 밝은 별의 허블 우주 망원경 이미지 시리우스 (가운데)와 희미한 백색 왜성 동반자 시리우스 B (왼쪽 아래). NASA / ESA / H. Bond (STScI) / M. Barstow (레스터 대학교)를 통한 이미지.
백색 왜성은 헬륨, 탄소 및 산소 핵이 헤엄 치는 이국적인 스튜로 구성됩니다. 에너지가 높은 전자의 바다에서. 전자의 결합 된 압력은 백색 왜성을 유지하여 중성자 별이나 블랙홀과 같은 낯선 존재로 더 이상 붕괴되는 것을 방지합니다.
유아 백색 왜성은 믿을 수 없을 정도로 뜨겁고 주변 공간을 빛으로 목욕시킵니다. 자외선과 엑스레이의 이 방사능의 일부는 이제 죽은 별의 경계를 벗어난 가스 유출에 의해 차단됩니다. 가스는 행성상 성운이라고 불리는 무지개 색깔로 형광을 발하여 반응합니다. Lyra the Harp 별자리에있는 고리 성운과 같은이 성운은 우리에게 태양의 미래를 엿볼 수있게 해줍니다.
이제 백색 왜성은 그 이전에 길고 조용한 미래를 가지고 있습니다. 갇힌 열이 흘러 나오면 천천히 식고 어두워집니다. 결국 그것은 우주에서 보이지 않게 떠 다니는 불활성 탄소와 산소 덩어리, 즉 검은 왜성이 될 것입니다. 하지만 우주는 흑인 왜성이 형성 될만큼 충분히 오래되지 않았습니다. 초기 세대의 별에서 태어난 최초의 백색 왜성은 140 억 년이 지난 지금도 식어 가고 있습니다. 우리가 아는 가장 차가운 백색 왜성은 섭씨 4,000도 (화씨 7,000도) 정도의 온도로 우주에서 가장 오래된 유물 일 수도 있습니다.
그러나 모든 백색 왜성이 조용히 밤에 들어가는 것은 아닙니다. 다른 별을 공전하는 백색 왜성은 매우 폭발적인 현상을 일으 킵니다. 백색 왜성은 동반자에게서 가스를 빨아 들임으로써 일을 시작합니다. 수소는 기체 다리를 통해 전달되어 백색 왜성의 표면으로 쏟아집니다. 수소가 축적됨에 따라 온도와 밀도는 새로 얻은 연료의 전체 껍질이 격렬하게 융합되어 엄청난 양의 에너지를 방출하는 인화점에 도달합니다. 신성이라고 불리는이 섬광은 백색 왜성을 50,000 개의 태양의 광채로 잠시 타 오르고 천천히 희미 해지게합니다.
쌍둥이 동반자에서 가스를 빨아들이는 백색 왜성을 재료 디스크에 넣는 예술가의 표현입니다. 훔친 가스는 원반을 통해 나선형으로 흐르고 결국 백색 왜성 표면에 충돌합니다. STScI를 통한 이미지.
그러나 가스가 충분히 빠르게 수집되면 전체 백색 왜성이 임계점을 지나갈 수 있습니다. 얇은 융합 껍질이 아니라 별 전체가 갑자기 다시 살아날 수 있습니다. 통제되지 않은 에너지의 격렬한 방출은 백색 왜성을 폭발시킵니다.우주에서 가장 에너지가 넘치는 사건 중 하나 인 Type 1a 초신성에서 전체 항성 핵이 소멸됩니다. 1 초 안에 백색 왜성은 태양이 100 억 년의 수명 동안하는만큼의 에너지를 방출합니다. 몇 주 또는 몇 달 동안 전체 은하계보다 더 빛날 수도 있습니다.
SN 1572는 Tycho Brahe가 430 년 전에 관찰 한 1a 형 초신성, 지구에서 9,000 광년 떨어져 있습니다. 이 합성 X- 선 및 적외선 이미지는 폭발의 잔해를 보여줍니다. 가스 껍질이 약 9,000km / 초 (시간당 2 천만 마일 이상)로 이동합니다! NASA / MPIA / Calar Alto Observatory / Oliver Krause 등을 통한 이미지
이러한 광채는 Type 1a 초신성을 우주 전체에서 볼 수있게합니다. 천문학 자들은이를 “표준 양초”로 사용하여 우주의 가장 먼 거리까지의 거리를 측정합니다. 먼 은하에서 백색 왜성을 폭발시키는 것을 관찰 한 결과 2011 년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 우주의 팽창이 가속화되고 있습니다. 시간과 공간의 본질에 대한 가장 근본적인 가정에 생명을 불어 넣었습니다.
별이 연료 공급을 고갈시킨 후 남겨진 핵인 백색 왜성은 모든 은하계에 뿌려져 있습니다. 별의 묘지처럼, 그들은 살다가 죽은 거의 모든 별의 묘비입니다. 새로운 원자가 단조 된 항성 용광로의 장소가 된이 고대 별은 우주 진화에 대한 우리의 이해를 뒤집어 놓은 천문학 자의 도구로 용도가 변경되었습니다.
요점 : 백색 왜성은 죽은 별의 잔재입니다. 별이 연료 공급을 소진하고 가스를 우주로 날린 후 남겨진 밀도가 높은 항성 핵입니다.
Chris Crockett은 박사 학위를 받았습니다. 2011 년 UCLA에서 천문학을 전공했으며 로웰 천문대와 미국 해군 천문대에서 근무했습니다. 그는 천문학에 대해 실제로하는 것보다 훨씬 더 많이 이야기하는 것을 즐겼다는 것을 깨달았습니다. 2013 년 미국 과학 진흥 협회 (American Association for the Advancement of Science)에서 매스 미디어 펠로우 십 (Mass Media Fellowship)을 수상한 후, Scientific American에서 여름에 글을 쓰고 2014 년부터 2017 년까지 Science News의 직원 천문학 작가가되었습니다. 요즘에는 프리랜서로 활동하고 있습니다. , 천문학, 행성 과학 및 물리학에 대한 이야기에 중점을 둡니다. 그의 작품은 Science News, Scientific American, Smithsonian Magazine, Knowable, Sky & Telescope 및 American Physical Society의 온라인 잡지 Physics에 게재되었습니다.