성단과 성운

성단(star cluster)

성단은 천문학에서 별들이 집합한 형태를 가리키며, 주로 은하 안에서 발견이 된다. 이들은 수십에서 수백만 개의 별로 이루어져 있으며, 서로 인력으로 끌어당겨 모여있다. 간단한 말로 중력으로 인해서 서로서로 뭉쳐져 있는 것이다. 대부분의 성단은 은하의 중심 부분이나 별빛이 밝은 지역에서 발견이 되는데, 이러한 위치에서 별들의 밀도가 높은 상태로 존재한다. 크게 두 가지로 나뉘어 있다 구상성단과 산개성단으로 이루어져 있다. 일단 구상성단의 경우 수십에서 수백만 개의 별이 서로 가까이 모여 있는 성단으로, 밀도가 매우 높다. 그 별들의 나이는 10-30광년정도 되는 나이가 든 별들이다. 늙은 별들이기에 표면이 대부분 붉거나 노랗다. 이들은 대부분 은하의 중심 부근에 위치하고 있으며, 고대의 별 집단으로 알려져 있다. 각각의 별들은 중력에 의해서 서로 끌어당기고 중심으로 모여있어 원형을 이루는 형태를 가지고 있다.

성단에 존재하는 무거운 별들이 옛날옛적에 초신성의 폭발로 끝을 맞이하고, 나중에는 푸른빛을 띠는 별들만 존재하는데 이러한 별들이 합쳐져서 구성성단이 생긴 것으로 추측된다.  최근까지만 해도 구상성단은 천문학분야에서 미스터리 한 부분이었는데 요즘은 허블상수나 히파르코스 위성 덕분에 많은 것이 관측이 되었다. 미스터리했던 이유는 아무래도 구상상단에 있는 별들의 나이가 우주의 나이보다 많은 것 같다는 의견 때문이었는데 이 모순점이 풀렸다. 망원경이 아닌 맨눈으로도 관측이 되는 성단이 몇 개가 존재하는데 그중에 제일 밝은 빛을 가진 성단은 센타우르스자리 성단이며, 예전부터 아주 잘 알려진 성단이다. 산개성단의 경우 비교적 젊고 밝은 별들로 이루어진 성단이다 구상성단과 매우 다른 구조를 가지고 있다. 구상 성단의 경우는 구형의 모양으로 헤일로은하 주변에 있지만 산개성단의 경우는 나선팔의 모양으로 은하면에 포진되어 있다. 그렇게 수십에서 수백 개의 별로 구성이 되어있어요, 오리온 성운 같은 곳에서 만들어진다. 별들이 모여있는 구조보다는 상대적으로 멀리 떨어져 있는 형태로 보인다 별들의 나이는 아까도 말했다시피 비교적 젊고 , 동일한 시기에 탄생한 것으로 보인다. 멀리 떨어져 있는 이유는 또 있다. 서로 가까이 접근할수록 증발하는 경구가 생긴다 가장 유명한 구형성단의 경우 히아데스와 플레이아데스 성단이다. 이런 별은 젊다고 했는데 그 이유는 생각보다 잘 죽음을 맞이한다. 산개성단을 이루고 있는 별들의 구성원이 서로 중력에 의해서 묶여 있는데, 그 힘이 풀려서 서로 흩어지게 되면은 이동을 한다. 그런 성단을 이동성성단이라고 하는데. 북두칠성이 그 예시이다. 남쪽삼각형자리나 알페카도 성단의 종류 중 하나이다. 

성단의 특징

성단은 천문학적인 특징을 가지고 있는데 이런 성단을 연구하는 것은 아주 중요한 부분이다. 성단 안에 있는 별들은 같은 날, 같은 시에 태어난다. 그래서 이러한 부분이 항성 진화 이론을 연구하는데 도움이 된다. 이런 항성 진화 이론의 경우는 별들의 질량의 대한 함수로 알 수 있다. 성단의 규모는 우주의 거리를 알 수 있는 지표가 되기도 한다. 

 

성운(nebula)

성운은 먼지와 가스로 이루어진 구름이며, 이런 가스와 먼지는 중력의 수축에 의해서 만들어진다. 그래서 그 중심에는 무거운 별들이 존재 하고 있으며, 자외선 복사로 인해서 플라스마를 만들어낸다 그리고 가시광선도 생성한다. 천문학에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 성운은 주로 별 탄생지역에서 발견이 된다. 주로 크게 세 가지로 나뉠 수 있는데 발광성운, 반사성운, 암흑성운으로 나뉜다 이렇게 세 가지로 나뉘는 기준은 빛을 어떻게 보느냐에 달려있다. 이 세 가지를 합쳐서 확산 성운이라고 한다. 스스로 빛을 낸다기보다 주변의 별들을 이용해서 빛을 낸다. 발광성운은 먼지와 가스가 별들의 방사선에 의해 밝게 빛나는 현상을 말한다. 이들은 주로 별들의 탄생 지역으로 알려져 있다. 반사성운은 주변 별들의 빛을 반사하여 밝게 빛나는 현상을 가지고 있다. 이들은 푸른색 빛을 내는 경우가 많은데, 이는 주변 별들의 및이 더 짧은 파장의 파란색을 반사하기 때문이다. 암흑성운은 별들의 빛을 흡수하여 어두운 영역을 생성하는 현상이다. 이러한 성운은 주로 별 탄생 지역에 위치하며, 별들의 형성 과정을 가려서 보기 어렵게 만들 수 있다. 행성상성운이라고 있는데 이는 작은 질량을 가진 별들에 의해서 만들어진 성운이다. 이름이 행성상 성운이 이유는 처음에 발견되었을 때 행성에 있는 원반이랑 비슷하게 생겨서인데 사실은 별 상관이 없었다. 그리고 또 초신성의 잔해가 있는데 초신성의 경우 큰 질량을 가지고 있는 별의 최후라고 생각하면 된다.  더 간단하게 우주 공간에 흩어진 가스와 먼지의 혼합물이다. 그때 핵융합을 더 이상 하지 않고 별들이 안쪽으로 더욱더 모인다. 그리고 가스는 더욱 팽창하면서 수축을 한다. 그러면서 열이 올라가고 뜨거워지면서 폭발을 해버린다. 그런 초신성의 잔해에는 다양한 화합물과 원소들이 존재하며 이는 우주 공간에서 해로운 행성과 별의 형성에 영향을 줄 수 있다.  초신성 잔해는 주로 이온화된 가스 또는 광학적 빛에서부터 기원한다. 초신성의 잔해는 우주라는 드 넓은 공간에 광범위하게 퍼져 있을 수 있으며, 종종 우리 은하의 우주환경에 영향을 줄 수 있다. 이러한 잔해는천체관측에서 중요한 정보를 제공하고 있으며, 별의 생애주기를 이해하는데 도움을 준다.