별의 노화와 마차부자리 `카펠라`(Capella)

자신의 핵연료를 다 소모하고 일시적으로 부풀어올라 적색거성이 되었거나 혹은 초신성 폭발로 외부층을 날려보내고 핵만 남게 된 별의 운명은 어떠할 것인가? 중력이 다시 우위에 서서 별의 남아 있는 질량을 더욱 더 큰 밀도로 압축한다. 만약 죽어가는 별의 질량이 태양 정도거나 그보다 적다면 압축은 별의 물질 속에 있는 전자들 사이의 반발력이 중력과 같아져서 중력의 쇄도에 지향할 수 있게 되었을 때에 멈추게 된다.

이 시점에서 별은 지구와 크기가 비슷해지고 거의 상상할 수 없을 정도의 밀도를 가진다. 그와 같은 별은 백색의 뜨거운 별이지만 크기가 작아서 매우 밝지 못하다. 이것을 백색왜성이라고 부른다.

오리온의 발 근처에 있는 밝은 시리우스는 망원경으로만 볼 수 있는 작은 백색왜성을 동반별로 가지고 있다. 지금부터 수십억년 후 태양도 역시 적색거성의 시기를 보내고 지구 크기의 왜성이 되어 그 생의 노년기를 보낼 것이다. 그러나 에너지가 고갈되어 함몰하는 별이 태양보다 몇 배 이상 무거운 질량을 가졌다면 전자들 사이의 반발력은 중력의 쇄도에 저항할 수 있을 정도로 강하지 못하다.

별은 계속 수축한다. 전자들은 양성자(proton)속으로 압축되어 중성자(neutron)를 만든다. 결국 전자들에서보다 중성자들 사이에서 훨씬 더 큰 반발력은 함몰을 멈추게 할 수 있다. 이 단계에서 원래 태양보다 컸던 별은 도시 정도의 크기로 압축되고 소위 말하는 중성자별이 된다. 이 별에 있는 한 숟가락 정도의 물질은 10억 톤의 무게와 같다. 이와 같은 극단적인 밀도를 가진 물질의 특성은 너무 기이해서 상상할 수 없을 정도다.

만약 중성자별이 빠르게 돈다면 그 별은 일련의 빛, 전파, X-Ray를 규칙적이고 빠르게 복사(輻射)할 수 있다. 이러한 별을 '펄서(Pulsar)'라고 부른다. 중성자별의 이론적인 존재는 1930년대에 예견되었다. 최초의 펄서는 1967년에 발견되었는데 그 후로 많은 펄서들이 기록되었다. 게 성운의 중심에도 거대한 폭발로 외부층을 날려 보낸 매우 무거은 별의 뼈대인 펄서가 있다. 아래 사진 클릭해서 크게 보면 별자리가 확연히 잘 보입니다.

'마차부자리(Auriga, or-EYE-ga)'는 그것이 표현하고자 하는 모습을 쉽게 연상시키는 형태의 별자리는 아니다. 대부분의 사람들은 단지 오각형으로 생각한다. 오각형의 가장 남쪽에 놓인 별, '나흐'는 실제로 황소자리에 속하며 황소의 뿔 끝에 있다. 이 달의 저녁 시간 동안 이 별자리는 밝은 카펠라와 함께 거의 머리 바로 위에 있을 것이다.

오늘밤 천정 가까이 있는 눈부신 옅은 노란색 별은 아름다운 카펠라(Capella)이다. 이것은 북반구의 관측자들에게 보이는 시리우스, 아크투루스, 베가 다음으로 네번째로 밝은 별이며, 온 하늘에서 여섯번째로 밝은 별이다. 이 별은 일등별 중에서 가장 북쪽에 치우쳐 있다. 카펠라는 실제로 쌍(binary)별, 즉 이중별계이다. 두 동반별은 태양과 거의 같은 온도를 가지고 있으나 훨씬 더 크고 더 밝다.

그들은 아마 진화 과정에서 적색거성의 단계에 접근하고 있거나, 혹은 그것으로부터 수축되고 있을 것이다. 카펠라는 '어미 염소'를 뜻하며, 카펠라의 남서쪽 바로 아래에 있는 삼각형 속의 세 개의 작은 별들은 '새끼 염소들(the kids)'로 알려져 있다. 카펠라는 비교적 가까운 별로 45광년 거리에 있다. 지구에서 새끼 염소들 까지의 거리는 각각 370, 1200, 3000광년으로 어미와 멀리 떨어져 있다.

겨울철 별자리, 마차부자리(Auriga)와 카펠라(Capella)