별의 핵합성
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작성자 타라곤 댓글 0건 조회 1,589회 작성일 12-06-14 22:56
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수소와 헬륨, 그리고 약간의 리튬, 보론, 베릴륨은 우주가 생성될 때 생겨났다. 우주속의 원소의 남은 것들은 핵융합 반응으로 별들에 의해 만들어졌다. 이 반응들은 별의 중심부에서 가벼운 원소들을 합쳐서 무거운 원소를 만들어냈다. 별의 바깥층들이 내부로 당겨질 때, 그 과정에서 물질들은 나중에 별이나 행성이 될 가스구름으로 만들어진다. 우리 태양계를 형성한 물질은 이전의 별들의 잔해들을 뭉친 것이다. 수소와 대부분의 헬륨을 제외한 지구상의 모든 원소들은 재생된 물질이다---그들은 지구에서 생성된 것이 아니라 별들에서 만들어진 것들이었다.
여기서 '생성된'이란 단어의 사용은 일반적으로 과학자들이 의미하는 것과는 다르다. 화학반응에서, 다른 원소들이나 원소들의 혼합물들은 반응이 일어날 때 만들어지거나 생성된다고 말할 수 있다. 예를 들어 행성들의 단원중의 지구부분 에서 산소는 식물의 광합성반응에 의해 만들어진다고 했었다. 그 산소는 공기중으로 가고 우리는 그것을 숨쉰다. 좀더 정확하게는 산소 원소들이 화합물[이산화탄소(CO2 )와 물(H2O )]의 상태에서 움직이거나 깨져서 두 개의 산소원소(O2)로 된 입자와 탄소입자들로 된 탄소화물의 입자(C6H12O6)를 형성한다고 해야 한다. 각각의 원소들은 재배열되거나 재사용된다. 여기서 산소는 광화합반응의 부산물로서 '생성된' 것이라고 하는 것이 간단하다. 이 점을 여러분들이 꺼리지 않기를 바란다. 여러분들이 실제로 별의 진화를 연구하는 천문학자를 제외한 모든 이들이 이런 느슨한 '생성'의 의미를 사용한다는 것을 알기 바란다.
그러나 지금 여러분들은 별의 핵합성에 대해 알지만 긁어모아서 생성된 것이 무엇인지와 재사용된 것이 무엇인지 좀더 조심스레 말하려고 한다. 수소와 대부분의 헬륨 원소들을 제외하고는 여러분이 먹고 마시는 음식 속에서와 숨쉬는 공기 속에서 그리고 여러분의 근육과 뼈속, 공책에서 이 책(혹은 여러분이 읽고 있는 컴퓨터 스크린)의 잉크나 현상약 등 여러분 주위의 모든 물질들은 별들에서 생선된 원소들로 이루어졌다. 이 원소들은 여러분 내에서와 주위의 다양한 물질들을 만들기 위해서 재배열되었다. 별들의 중심부에서나 초신성의 폭발에서 새로운 원소들이 핵융합 반응으로부터 만들어지고 있다. 여러분들은 우주론 단원 에서 수소와 대부분의 헬륨원소들이 어디서 온 것인지 알게 될 것이다.
헬륨보다 무거운 원소들에서 철 원소에 이르기까지의 원소들은 별의 중심부에서 만들어진다. 가장 작은 질량의 별들은 오직 헬륨을 합성할 수 있다. 태양의 무게와 비슷한 별들은 헬륨, 탄소, 산소를 합성할 수 있다. 무거운 별들(M* > 5 Msun) 은 헬륨, 탄소, 산소, 네온, 마그네슘, 실리콘, 황, 아르곤, 칼슘, 티타늄, 크로뮴 그리고 철을 합성할 수 있다. 철보다 무거운 원소들은 초신성의 폭발에서 무거운 핵들과 함께 풍부한 중성자들의 결합으로부터 만들어진다. 이 합성된 원소들은 초신성 폭발에 의해 성간 매질로 분산된다. 이 원소들은 후에 거대한 분자 구름으로 되고 결국 미래 별들이나 행성들의 일부분이 된다.
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