적색 왜성, 가장 흔하고 가장 오래 사는 별

적색 왜성, 가장 흔하고 가장 오래 사는 별

적색 왜성은 은하계에서 가장 많은 별의 수를 구성하지만 그림자 속에 숨어 있어 지구에서 육안으로는 볼 수 없습니다. 제한된 광도는 수명을 연장하는 데 도움이 되며, 이는 태양의 수명보다 훨씬 더 깁니다. 과학자들은 지구 근처의 별 30개 중 20개가 적색 왜성이라고 생각하며, 태양에 가장 가까운 별인 프록시마 센터 우리는 적색왜성입니다. '적색왜성'이라는 용어는 단일 종류의 별을 지칭하는 것이 아닙니다. 이는 진정한 별인 K 및 M 왜성, 그리고 핵에서 수소 융합을 유지하지 못하기 때문에 종종 '실패한 별'이라고 불리는 갈색 왜성을 포함한 가장 차가운 물체에 자주 적용됩니다. 벨기에 리에주 대학교의 천문학자 미카엘 길론은 과학 사이트에 이메일을 통해 "적색 왜성에 대한 진정한 정의는 없다"라고 말했습니다. 스펙트럼의 더 차가운 끝에서 별의 물체를 연구하는 길론은 매우 차가운 별 트라피스트-1을 식별한 팀의 일원이었습니다. 길론은 적색 왜성에 대해 "일반적으로 K5V에서 M5V까지의 스펙트럼 유형을 갖는 왜성을 의미한다"라고 말했습니다.

 

형성 및 특성

적색왜성은 다른 주계열성처럼 형성됩니다. 첫째, 먼지와 가스 구름이 중력에 의해 서로 끌려 회전하기 시작합니다. 그러면 물질이 중앙에 뭉쳐지고 임계 온도에 도달하면 융합이 시작됩니다. 적색 왜성에는 태양 질량의 7.5~50%에 해당하는 가장 작은 별이 포함됩니다. 크기가 작아지면 더 낮은 온도에서 연소되어 화씨 6,380도(섭씨 3,500도)에 도달합니다. 이에 비해 태양의 온도는 9,900F(5,500C)입니다. 적색 왜성의 낮은 온도는 그들이 태양과 같은 별보다 훨씬 더 어둡다는 것을 의미합니다. 온도가 낮다는 것은 수소 공급을 덜 빠르게 연소한다는 의미이기도 합니다. 다른 더 무거운 별들은 수명이 다하기 전에 핵의 수소만 연소하는 반면, 적색 왜성은 핵 내부와 외부에서 모든 수소를 소비합니다. 이것은 적색 왜성의 수명을 수조 년으로 늘립니다. 태양과 같은 별의 수명이 100억 년을 훨씬 넘습니다.

 

적색 왜성 분류

과학자들은 때때로 적색 왜성과 갈색 왜성을 구별하는 데 어려움을 겪습니다. 갈색 왜성은 차갑고 희미하며, 적색 왜성과 같은 방식으로 형성될 가능성이 높지만, 갈색 왜성은 너무 작기 때문에 융합 지점에 도달하지 못하므로 별로 간주되지 않습니다. 캘리포니아 대학의 천문학자인 아담 버가서는 "적색왜성을 관찰하고 그 대기를 측정할 때 그것이 갈색왜성인지 별인지 반드시 알 수는 없다. 젊은 갈색왜성은 극저온별과 거의 똑같아 보인다"라고 말했습니다. 천체가 갈색왜성인지 적색왜성인지 알아내기 위해 과학자들은 천체의 대기 온도를 측정합니다. 핵융합이 없는 갈색 왜성은 2,000켈빈(3,140F 또는 1,727C)보다 온도가 낮고, 수소 융합 별은 2,700K(4,400F 또는 2,427C) 보다 따뜻합니다. 그 사이에 별은 적색 왜성 또는 갈색 왜성으로 분류될 수 있습니다.

 

때로는 물체 대기의 화학 물질이 물체의 중심에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 단서를 밝힐 수 있습니다. 버가서에 따르면, 추운 온도에서만 생존할 수 있는 메탄이나 암모니아와 같은 분자의 존재는 물체가 갈색왜성이라는 것을 암시합니다. 대기 중의 리튬은 또한 적색 왜성이 진짜 별이 아니라 갈색 왜성이라는 것을 시사합니다. 그러나 과학자들은 "천체가 실제로 갈색 왜성이라 할지라도 천체가 어떻게 보이는지(작고 희미하게) 설명하기 위해 여전히 적색 왜성이라는 용어를 사용할 수 있다"라고 말했습니다.

 

거주 가능한 행성이 많을까?

행성은 별이 생성된 후 원반에 남은 물질로 형성됩니다. 거대한 가스 거인은 드물지만 주변 행성과 함께 많은 적색 왜성이 발견되었습니다. 적색 왜성은 태양과 같은 별보다 어둡기 때문에 이러한 어두운 물체를 둘러싸고 있는 작은 행성을 찾는 것이 더 쉽기 때문에 적색 왜성은 행성 사냥의 인기 있는 표적이 됩니다. 나사의 케플러 우주 망원경 (2009년부터 2018년까지 작동)과 외계행성 통과 탐사 위성(2018년 작동 시작)은 지구와 유사한 행성이 있는지 많은 적색 왜성을 조사했습니다. 외계행성 통과 탐사 위성이 조사한 행성은 지구에 가까운 경향이 있는 밝은 별 근처에 있기 때문에 지상 망원경으로 관측을 추적하는 것이 더 쉽습니다. 과거 외계행성 통과 탐사 위성 조사관들은 임무의 첫 번째 지구 크기 행성을 발견했다고 발표했습니다. 하지만 그 조건은 우리가 알고 있는 생명체에 이상적이지 않습니다.

 

오랫동안 과학자들은 적색 왜성이 사람이 살 수 없는 존재라고 생각했습니다. 그들의 제한된 빛과 열은 거주 가능 구역, 즉 적색 왜성 주변 행성에 액체 물이 형성될 수 있는 지역이 별과 매우 가까워서 행성이 별에서 나오는 유해한 방사선 범위에 놓이게 된다는 것을 의미했습니다. 다른 행성들은 별에 조석 고정되어 한쪽이 항상 태양을 향하고 있기 때문에 한쪽은 너무 따뜻하고 다른 쪽은 너무 추울 수 있습니다. 과거 지구에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리 주위를 도는 잠재적으로 거주 가능한 행성이 발견되었습니다. 그리고 2019년에 천문학자들은 별의 거주 가능 구역 훨씬 바깥쪽을 공전하는 두 번째 행성의 가능성을 발표했습니다. 적어도 7개의 지구 크기 행성이 적색왜성 트라피스트-1의 주위를 공전하고 있으며, 많은 연구에 따르면 적어도 그 행성 중 일부에는 생명체가 존재할 수 있다고 합니다.

 

줄의 끝

작은 적색 왜성은 수명이 길지만, 다른 모든 별과 마찬가지로 결국 연료 공급을 다 소모하게 됩니다. 그렇게 되면 적색 왜성은 백색 왜성이 됩니다. 즉 핵에서 더 이상 핵융합을 겪지 않는 죽은 별이 됩니다. 결국 백색왜성은 모든 열을 방출하여 흑색왜성이 됩니다. 그러나 수십억 년 안에 백색 왜성이 되는 태양과 달리, 적색 왜성은 연료를 다 태우는 데 수조 년이 걸릴 것입니다. 이는 140억 년이 채 안 되는 우주의 나이보다 훨씬 더 긴 것입니다. 적색 왜성은 약간 어두울 수 있고 거북이처럼 느리지만 확실하게 생존 경주에서 승리합니다.