별의 색깔이 모두 다른 이유와 색지수

별들의 온도는 서로 다르기 때문에 다른 색으로 보인다. 잘 알고 있듯이 뜨거운 별에서는 주로 파란색 영역에서 빛이 방출되는 반면, 차가운 별은 대부분의 에너지를 빨간색 파장에서 방출한다. 천문학자들은 별의 온도를 측정할 때 별들의 색깔을 특징짓는 정량적인 방법을 개발해서 이용하고 있다. 

 

 

별의 정확한 색을 알아내는 방법으로 천문학자들은 필터를 통과한 별의 밝기를 측정한다. 각각의 필터는 오직 파장의 특정 영역만 통과시킨다. 일상생활에서 사용되는 간단한 필터의 예로는 빨간 셀로판지를 눈앞에 대면 이 필터는 빨간색 빛만 통과시킨다. 

 

 

천문학에서 사용하는 필터 세트는 자외선, 파란색, 그리고 노란색의 빛에 상응하는 3종류의 파장에서 별의 밝기를 측정한다. 이 필터들은 U(자외선, ultraviolet), B(파랑, blue), V(안시, visual, 노랑)라고 불린다. 이 필터들은 각각 360nm, 420nm, 540nm 근처 파장을 지닌 빛을 통과시킨다. 각각의 필터를 이용하여 측정한 밝기는 보통 등급으로 나타내어진다. 어떤 두 등급의 차이는 파란색과 안시 등급의 차이(B-V)로 결정하며, 이를 색지수(color index)라고 부른다. 

 

하나의 별을 골라서 그 별을 관측하고 나서, 그 별을 더욱 멀리 갖다 놓는다면 그 별의 겉보기 등급은 변화할 것이다. 하지만 그 등급은 모든 색 영역에서 동일한 양이 변화하기 때문에 어떤 별의 색지수는 변하지 않을 것이다. 일상생활에서의 경험을 생각해 보면, 우리는 한 물체의 색은 그 물체가 얼마나 떨어져 있는가와는 상관없이 똑같이 보인다는 걸 알 수 있다. 별들의 색지수는 별의 고유의 색의 척도를 제공하는 것이지 관측자가 어디에 있는가와는 아무 상관없다. 

 

별의 색이 별의 온도와 관계되어 있다는 것은 빈의 법칙에 따른다. 뜨거운 별들은 스펙트럼의 파란색과 자외선 영역에서 많은 에너지를 방출한다. 차가운 별들은 빨간색과 적외선 파장에서 더 밝다. 천문학자들의 협의에 따라 UBV 시스템의 자외선, 파란색, 안시 등급은 10,000K의 표면온도를 가진 별에서 색지수가 0이 되도록 조정한다. 

 

별들의 B-V 색지수는 가장 파랑별일 때 -0.4에서 가장 빨강일 때의 +2.0까지 퍼져 있다. 여기에 상응하는 표면온도는 50,000K에서 2,000K에 이른다. 태양의 표면온도는 약 6,000K이다. 태양에서 지배적인 색은 약한 녹색쪽의 노란색이다. 태양의 색지수는 0.62이다. 지구의 공기 분자가 우리에게 도달하는 햇빛 중 녹색빛의 일부를 산란시켜서 노란색 성분이 더 많이 남게 되어 지구에서는 더 노란색처럼 보이게 된다. 

 

 

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