중성자별의 탄생! 부제 : 별은 왜 나이들면 작아질까?

  태양과 같은 별은 자신의 에너지가 모두 소진되면 자신의 표면까지 태우다 결국 지구 크기만큼 쪼그라들어 백색왜성이 될 것입니다. (백색왜성은 마치 잔 불이 남아있는 숯불과 같다고나 할까요?) 이 백색왜성은 수백억년이 흐른 후 잿덩이가 되고 말 것입니다... ㅠ (태양아, 너 65억년 이후 잿덩이가 되는 거야?)

  하지만 태양보다 더 큰 별들은 쪼그라들면서 중성자별이나 블랙홀이 됩니다! 어찌됐든 별은 자신의 에너지를 모두 써버리면 이후 쪼그라듭니다. 대체 별들은 어떻게 쪼그라드는 걸까요??? (이 '쪼그라듦', 앞으로 간단히 '수축'이라는 단어를 사용하겠어요!)

 

중성자별의 폭발을 상상한 그래픽.

 

                  
  1930년대 오펜하이머와 제자들은 별이 중력을 못 이겨 중심부로 수축하는 중력 붕괴 현상을 연구하면서, 특히 태양보다 무거운 질량을 가진 별이 왜 중력에 의해 붕괴하는지 궁금해 하였습니다.

  그러던 중 새로운 원인을 발견하게 됩니다. 이전에는 알려지지 않았던 새로운 수축이 발견된 것입니다. 별 내부의 원자들에 큰 변화가 일어나게 됩니다. 원자는 원자핵과, 음전하를 띤 전자로 이루어져 있는데요, 이 원자핵은 다시 양전하를 띤 양성자와 중성자로 구성되어 있죠!

원자와 원자핵의 구조.

   
  그런데 별 내부 중력을 이기지 못한 전자가, 원자핵속으로 쑥 밀려들어가 양성자와 결합해 중성자로 변하는 것입니다!    전자 + 양성자 ➡ 중성자.

  이렇게 되면 원자핵 속 원래 있던 중성자와 합쳐져 초고밀도 상태가 되며 그 별은 온통 중성자로만 채워져 있어 중성자별이라고 부릅니다. 중성자별의 밀도는 무척 커서 손톱만한 크기라도 10억 톤의 무게가 나간다니...

 

중성자별 모형도

  

   하지만 이보다 질량이 더 커서 중력 또한 강한 별은, 수축이 계속되면서 블랙홀이 된다고 해요!

  보통 태양같은 질량의 별은 백색왜성이, 태양의 질량보다 1.44배 이상이면 중성자별이, 태양보다 25배 이상되는 별은 블랙홀이 된다고 합니다!

  위 내용은 블랙홀을 쉽게 설명한 책, "슈바르츠실트가 들려주는 블랙홀이야기"를 참고 했어요!