태양의 운명과 최후는? 백색왜성, 중성자별과 블랙홀?

1. 태양, 너란 녀석은?
별은 크고 뜨거운 기체 공입니다. 중심부의 핵연료를 태워 열을 냅니다. 태양이 바로 전형적 별에 해당됩니다. 지름은 약 140만 km (지구의 약 180배). 표면에는 플레어들(flares), 열점들(hot spots),  온도가 비교적 낮은 지점들이 있습니다.

태양 말고 가장 가까운 별은 프록시마 센타우리로서 지구로부터 약 4.24광년 떨어진 거리에 있습니다. 태양과 지구 나이는 약 45억년.  우주의 나이는 약 137억년. 우주의 나이의 약 3분의 1입니다. 

2. 태양의 최후 그리고 백색왜성!
65억년 정도 지나면 태양은 중심부의 핵연료를 소진하게 되는데요, 이후 태양은 어떻게 될까? 이때부터 태양은 중심부를 둘러싼 껍질에 있는 연료를 태우기 시작할 것이고 그러면서 태양의 표면은 팽창하여, 너무 뜨거워진 태양은 지구를 태워버릴 것입니다.

 

 

백색왜성!

 

 

  그 껍질의 연료마저 소진되면 태양은 쪼그라들어 덩치는 지구와 비슷하나 밀도는 100만배나 높은 백색왜성(white dwarf)가 될 것입니다. (부피와 밀도는 반비례) 백색왜성은 수백억 년에 걸쳐 차츰 온기를 잃어 어둡고 조밀한 재가 됩니다.  그런데 태양보다 무거운 별은 죽어서 중성자별이나 블랙홀이 된다고 합니다.

 

백색왜성 중성자별 블랙홀 크기 비교!

 

 

3. 중성자별이란?
중성자별의 크기는 백색왜성에 비해 작지만 (둘레가 75에서 100킬로미터 정도), 질량은 1배~3배 정도이고, 밀도는 원자핵의 밀도와 같습니다. 실제 중성자별은 거의 순전히 핵물질로 이뤄져 있어 원자핵들이 빽빽하게 모여있는 상태라고 보면 됩니다.

 

중성자별 내부 구조!

 

 

4. 신비하도다 신비하도다, 블랙홀!
블랙홀은 질량이 어마어마합니다.  부피가 4배 큰 중성자별, 1000배 큰 백색왜성과 질량이 같을 정도이니까요. 이렇게 질량이 어마어마하다보니 중력이 거대해 그 무엇도, 심지어 빛조차 빠져 나올 수 없습니다.(빛도 파동으로서 입자의 하나. 즉 물질이므로 중력의 영향을 받음) 그래서 블랙홀은 검습니다. 블랙홀은 덩치가 클수록 더 무겁습니다.

블랙홀은 휘어진 공간(wraped space)와 휘어진 시간(wraped time)만으로 이루어져 있습니다. 그리고 블랙홀의 표면은 사건지평(event horizon)이라고 불립니다! 와우~ 중력이 거대해 빛마저 휘고 공간도, 시간도 휘어버리는 블랙홀!

 

 

블랙홀

무척 신기하죠?