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태양보다 질량이 큰 별들은 드물다. 태양 중위 30광년 안에는 태양 질량의 네 배 이상 되는 별들은 존재하지 않는다. 태양에서 아주 멀리 떨어진 곳에 존재하는 질량이 큰 별들을 집중적으로 찾은 결과, 태양 질량의 100배 정도 되는 별들이 발견되었지만, 그렇게 큰 질량의 별들은 얼마 되지 않는다. 태양 질량의 100배를 크게 능가하는 별이 존재하는지에 대해 분명한 증거가 없다. 이론적으로 볼 때 별이 가질 수 있는 가장 작은 질량은 태양의 12분의 1배이다. 이때의 별은 수소를 핵 연소시켜서 헬륨으로 변하게 할 정도로 내부가 뜨거운 별을 의미한다. 태양보다 작은 질량을 지닌 별들은 너무나 별리 떨어져 있어서 관측하기 어렵지만 존재하기는 한다. 태양 질량의 100분의 1에서 12분의 1배 사이의 질량을 가..

천문학 2023. 4. 5. 00:06

별의 질량을 측정하는 방법으로는 중력이 작용하는 쌍성을 이용하는 것이다. 이는 케플러의 제3법칙을 이용하면 된다. 케플러는 행성이 태양의 주변을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간이 태양까지의 거리와 관련된 수학 공식으로 표시된다는 사실을 발견하였다. 쌍성계에서 두 별이 궤도에 따라 서로 회전한다면, 상대의 주위를 도는 주기는 한 별에 대해 다른 별이 갖는 궤도의 장반경과 일정한 식이 성립된다. 다음 식에서 D의 단위는 AU(약 1억5000 만km)이고, P의 단위는 년, 그리고 M1+M2는 태양 질량을 단위로 하는 두 별의 질량을 합친 값이다. 쌍성계에서 궤도의 규모와 두 별의 서로 영향을 주는 회전 주기를 관측해 보면, 두 별의 질량의 합을 계산할 수 있다. 대부분의 분광 쌍성들은 몇 일에서 몇 달 정도의..

천문학 2023. 4. 4. 00:30

태양은 다른 어떤 별들보다 밝다. 그렇다면 태양의 질량은 다른 별과 비교해 볼 때 어떠할까? 이 궁금증을 해결하기 위해서는 별의 질량을 측정해야 하는데, 별의 질량을 직접 측정하는 것은 쉽지 않다. 다행히도 별의 질량을 측정하는 방법이 있긴 하다. 바로 쌍성 연구를 통해서다. 상성이란 서로 주위를 돌면서 중력에 의해 묶여 있는 별들을 말한다. 이들의 인력을 이용해서 질량을 측정할 수 있는 것이다. 모든 별이 쌍성계는 아니지만, 그래도 많은 별들이 쌍성계에 속하기 때문에 이 연구를 할 수 있다. 쌍성의 발견 쌍성은 1650년에 처음으로 발견되었다. 갈릴레오가 망원경으로 하늘을 관측한 지 약 50년 후의 일이다. 그 당시 이탈리아의 천문학자 존 뱁티스테 리치올리는 큰곰자리의 손잡이 중간에 있는 미자르라는 별..

천문학 2023. 4. 3. 13:53

색을 측정하는 일은 별빛을 분석하는 방법 중 하나이다. 필터 대신 빛을 스펙트럼으로 분광하는 분광기를 사용할 수 있다. 그 스펙트럼을 검토해서 천문학자들은 어떤 원소들이 별을 구성하고 있는지 결정할 수 있다. 스펙트럼을 검토해서 천문학자들은 어떤 원소들이 별을 구성하고 있는지 결정할 수 있다. 1823년에 독일의 물리학자 조셉 프라운호퍼(Joseph Fraunhofer)는 별의 스펙트럼 가운데 연속적으로 나타나는 색깔 영역에 검은 선이 존재하는 것을 발견했다. 그리고 1864년에 영국의 천문학자 윌리엄 허긴스 경(Sir William Huggins)은 별 스펙트럼의 방출선들과 지구에 존재하는 원소들의 스펙트럼과 비교하여서 태양과 행성에서 발견한 동일한 원소들이 별에 존재한다는 것을 보여 주었다. 그때부터..

천문학 2023. 4. 2. 00:10

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..

천문학 2023. 4. 1. 00:10

A. J. 캐넌(Annie Jump Cannon)은 1883년 미국 델라웨어에서 태어났다. 그녀는 1880년에 젊은 여성들을 교육하기 위해 문을 연 대학인 웰레슬리대학교에 입학했다. 개교한 지 5년밖에 되지 않은 웰레슬리대학교는 그 주에서 두 번째인 학생 물리 실험실을 보유하고 있었고, 기초과학 분야에 훌륭한 교육을 담당했다. 대학교를 졸업한 후에 캐넌은 집으로 돌아와서 부모님과 함께 지냈지만 과학적 연구에 임하고 싶어 했다. 1893년에 어머니가 돌아가신 후, 캐넌은 웰레슬리대학교에서 조교 생활을 시작하였고 하버드대학교와 결연을 맺고 있는 래드클리프대학교에서 강의를 했다. 이때 하버드대학교의 천문대 대장은 E. C. 피커링(Edward C. Pickering)였고, 그는 별 스펙트럼을 분류하는 프로그램..

천문학 2023. 3. 31. 00:10

별들의 가장 중요한 특징은 광도-단위촹 방출하는 총에너지 양이다. 만일 별이 얼마나 많은 에너지를 방출하는가를 측정할 수 있고 그것을 통해 질량을 알게 된다면, 그 핵 에너지 모두를 소진하고 죽기 시작할 때까지 얼마나 오랜 시간 동안 빛을 방출하는지를 계산할 수 있다. 광도는 하나의 별이 단위 초당 얼마나 많은 에너지를 방출하는가를 나타내는 것이지 얼마나 많은 에너지가 우리 눈이나 지구의 망원경에 도달하는가를 나타내지 않는다. 별들은 에너지를 방출하는 방법에 있어서 매우 효율적이다. 모든 방향에서 똑같은 양의 에너지가 방출하기 대문이다. 지구에서 관측하는 사람의 입장에서는 별이 방출하는 에너지의 아주 극소량의 부분만이 도달하는데, 이떄 우리에게 도달하는 별 에너지의 양을 겉보기 밝기라고 한다. 밤하늘을 ..

천문학 2023. 3. 30. 00:10

행성의 자전주기는 해당 행성이 자전하는 데 걸리는 시간을 나타낸다. 이 기간은 행성의 크기, 질량, 구성 및 공전 궤도와 관련되어 있다. 태양계 행성의 자전주기를 보면, 수성은 약 58일, 금성은 약 243일, 지구는 약 24시간, 화성은 약 24.6시간, 목성은 약 10시간, 토성은 약 10.7시간, 천왕성은 약 17.2시간, 해왕성은 약 16.1시간이다. 이것은 물론 지구의 시간을 기준으로 본 것이지만 의미가 있다. 지구와 비교해 볼 때, 수성의 하루는 58일이니, 수성의 6일이 지구의 1년이 된다. 그리고 자전 주기가 10시간인 목성의 하루는 지구의 이틀이니, 목성의 1년은 지구의 2년이 되는 셈이다. 태양계 행성의 자전 주기는 보통 10시간이 넘지만 이와 비교는 되지 않을 정도로 짧은 자전 주기를..

천문학 2023. 3. 29. 00:10