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밤에 별이 나타날 때, 그것이 하늘의 작은 반짝임 이상의 무엇이라고 상상하기 어렵습니다. 그러나 겉보기에 작은 빛은 실제로 수천 마일 떨어진 곳에서 불타는 거대하고 오래된 가스 덩어리입니다. 그들은 어떻게 거기에 이르렀고, 얼마나 오래 지속되었습니까? 다음은 우주에서 가장 오래된 별의 목록과 그 탄생 과정입니다.
1. HD 140283
므두셀라(Methuselah)라고도 불리는 HD 140283은 일반적으로 우주에서 가장 오래된 별로 여겨지며 천칭자리에 위치해 있습니다. 그러나 그 나이는 논쟁의 여지가 있습니다. 첫 번째 추정치는 160억년으로, 일반적으로 138억년으로 간주되는 우주의 나이와 큰 차이가 있었다.
이는 마치 이 추정치가 정확하기라도 하면 우주의 나이나 과학자들이 생각하는 우주의 형성 방식이 바뀌는 것처럼 자연스럽게 많은 관심을 불러일으켰습니다. 다른 연구에서는 그 숫자를 142억 7천만~144억 6천만 년에서 120억 년으로 낮추었는데, 전자는 오차 범위 내에서 여전히 가능합니다. 어느 쪽이든, 이 별은 엄청나게 오래되었습니다.
2. 2MASS J22132050-5137385
두루미자리에 있는 2MASS J22132050-5137385는 가장 오래된 별에 대한 다음 경쟁자입니다. 천문학자들은 대략적인 나이를 136억년으로 추정하고 있으며, 오차범위는 26억년이다. 이것은 우라늄과 토륨을 함유한 여덟 번째 빠른 중성자 포획 과정을 통해 강화된 별이었으며 방사성 동위원소 붕괴를 기반으로 나이를 평가했습니다.
3. SMSS J031300.36-670839.3
SMSS J031300.36-670839.3은 2014년 Hydrus 별자리 내에서 발견되었습니다. 이 별은 나이가 정확하게 결정된 가장 오래된 별이며, 136억년이다. 이것은 또한 은하의 헤일로와 팽대부에 있는 금속이 부족한 별인 가장 오래된 2세대 별 중 하나일 가능성이 높습니다.
4. 2MASS J18082002-5104378 B
다음으로 우주에서 가장 오래된 별은 2MASS J18082002-5104378 B입니다. 이 별은 Ara 별자리에서 2,000광년 떨어져 있으며, 과학자들은 이 별의 나이가 최소 135억 3천만년이라고 믿습니다. 그들은 스타의 구성을 바탕으로 이러한 근사치를 확립할 수 있었습니다.
우주가 처음 형성되었을 때 우주는 약 75%의 수소, 25%의 헬륨, 그리고 소량의 베릴륨과 리튬으로 구성되었습니다. 별이 오래될수록 그 구성은 빅뱅의 구성 요소 및 비율과 더 가까워집니다. 2MASS J18082002-5104378 B는 이러한 요구 사항을 거의 정확하게 충족하므로 우주가 시작된 지 수억 년 후에 형성되었을 가능성이 높습니다.
5. TOI-157
TOI-157은 또 다른 가장 오래된 별 중 하나로 나이가 128억 2천만년이고 오차 범위는 추가로 7억 3천만년 또는 마이너스 14억년입니다. 이것은 이 목록에서 외계 행성이 있는 첫 번째 별입니다. TOI 157 b는 2020년에 발견되었습니다. 이 행성은 거대하여 목성의 1.18배에 해당하는 크기로 궤도를 완료하는 데 2.1일이 걸립니다.
6. PSR B1620-26
122억년 된 PSR B1620-26은 또 다른 믿을 수 없을 만큼 오래된 별이다. 태양보다 훨씬 작지만 섭씨 26,727°로 태양보다 467% 더 뜨겁게 연소됩니다. 외계 행성 PSR B1620-26 b는 발견된 가장 오래된 것 중 하나로 127억년 전의 것입니다. 어떤 사람들은 그것을 "창세기의 행성"이라고 부르거나 믿을 수 없을 정도로 오래되었기 때문에 "므두셀라"라고 부르기도 합니다.
7. 글리제 414A
Gliese 414는 이진 시스템으로, 414 A가 두 구성 요소 중 더 오래된 것입니다. 추정에 따르면 이 공룡의 나이는 124억년이고 오차범위는 52억년이다. 별에는 두 개의 외계 행성이 공전하고 있습니다.
별은 어떻게 형성되나요?
별은 가스 및 먼지 천문학자들이 분자 구름이라고 부르는 구름으로 시작됩니다. 그들은 거대해질 수 있습니다. 일부는 수백 광년에 달하고 태양 질량의 1,000~1,000만 배에 달합니다. 우주를 돌아다닐 때 일부는 서로 합쳐지거나 부딪히며, 질량이 커질수록 중력이 강화됩니다.
분자 구름이 더 이상 스스로를 지탱할 수 없게 되면 붕괴되어 마찰을 일으켜 가열되고 아기별이나 원시별이 생성됩니다. 대부분의 에너지는 붕괴하는 동안 생성된 따뜻함에서 비롯되지만, 수백만 년이 지나면 별 중심부의 압력과 온도가 핵융합을 통해 헬륨을 생성하기 시작합니다. 이 과정은 별을 가열하고 더 이상의 붕괴를 멈추는 더 많은 에너지를 방출합니다. 이 시점에서는 주계열성이다.
주계열 단계는 별의 일생 중 가장 긴 단계입니다. 질량이 클수록 자체적으로 열을 발생시키는 가스를 통해 더 빨리 연소되어 결국 핵이 붕괴됩니다.
과학자들은 고대 별의 나이를 어떻게 알 수 있나요?
새로운 별을 발견한 후 천문학자들은 그 별의 나이를 측정할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다:
- 금속성: 가장 오래된 별에는 수소와 헬륨만 포함되어 있는 반면, 최신 별에는 산소, 철, 탄소 등 이전 별 붕괴로 형성된 무거운 금속이 포함되어 있습니다. 과학자들은 별 스펙트럼의 흡수선을 연구하여 별이 어떤 물질로 구성되어 있는지 분석하고 이러한 결과를 바탕으로 나이를 판단할 수 있습니다.
- Hertzprung-Russell 다이어그램: 이 기술은 인간이 색상으로 보는 표면 온도와 밝기를 기준으로 별을 표시합니다. 이는 이미 연소한 연료의 양과 "꺼질" 때까지 남은 시간을 추정하는 데 도움이 됩니다.
- 성체지진학: 지구 과학자들이 지구가 무엇으로 구성되어 있는지 이해하기 위해 지진학을 사용하는 것처럼, 천문학자들은 별의 밝기 변동을 평가하여 내부 구조와 밀도를 측정하기 위해 천체 지진학을 사용할 수 있습니다. 이러한 과학을 통해 그들은 약 10% 이내에서 나이를 추측할 수 있습니다.
가장 오래된 별의 놀라운 기원
별은 갑자기 나타난 것이 아닙니다. 알려진 우주와 마찬가지로 그들은 수십억 년 전에 먼지와 가스 구름으로 형성되었습니다. 이 과정은 오늘날에도 여전히 일어나고 있지만, 우주에서 가장 오래된 별은 과학자들에게 자신의 기원과 생명 자체에 대해 많은 것을 가르쳐 줄 수 있습니다.
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