별과 행성의 차이점은 무엇일까?
행성과 별은 매우 다른 두 물체입니다. 언뜻 보면 그들 사이에는 분명한 차이가 있습니다. 행성은 작고 어둡고 별은 크고 밝습니다. 행성을 행성으로 만들고 별을 별으로 만드는 것은 무엇일까요? 별은 행성으로 시작했을까요? 행성이 별이 될 수 있을까요? 행성과 별의 정의는 무엇일까요?
별은?
별은 핵융합 과정을 촉발시킬 만큼 충분히 무거운 물체로 정의됩니다. 핵융합은 원자가 융합하여 더 무거운 원자를 형성하는 과정입니다. 별에서는 핵의 압력과 온도가 너무 높아서 수소 원자가 융합하여 헬륨 원자를 형성합니다. 이 과정은 별에 동력을 공급하는 엄청난 양의 에너지를 방출합니다. 어떤 물체가 핵융합을 일으키기에 충분한 질량을 얻지 못하면 결코 진정한 별이 될 수 없습니다.
행성이란?
행성은 궤도에서 파편을 제거하기에 충분한 질량을 가진 별 주위를 공전하는 구형 물체입니다. 행성은 다른 질량을 가질 수 있습니다. 우리 태양계에서 8개의 행성은 각각 크기와 질량이 매우 다릅니다. 수성은 지구 질량의 0.055배에 불과한 가장 작은 행성입니다. 목성은 지구 318개의 질량을 가진 가장 큰 행성입니다. 목성은 매우 크지만 핵융합을 일으킬 만큼 크지는 않습니다.
행성이 별이 될 수 있나요?
모든 별은 거의 같은 방식으로 삶을 시작합니다. 거대한 수소 가스 구름이 중력에 의해 합쳐지고 붕괴됩니다. 별은 가스와 먼지의 작은 덩어리로 삶을 시작하며 중력이 기하급수적으로 증가함에 따라 점점 더 많은 물질이 끌어당겨지고 별의 질량이 증가합니다. 생성된 별이 융합을 시작할 만큼 충분히 커지면 온도와 압력이 임계점에 도달합니다. 한때 수소였던 것이 별들로 변했습니다.
흥미롭게도 이 형성 과정은 행성의 형성 과정과 유사합니다. 궤도를 도는 별처럼 행성도 가스와 먼지 덩어리입니다. 중력은 시간이 지남에 따라 마법을 발휘했고 전체 행성이 나타났습니다. 행성의 질량이 통제할 수 없게 되면 결국 핵융합이 시작되는 지점에 도달하게 됩니다. 모든 별의 형성 과정에는 목성과 같은 행성이 형성되는 시점과 크게 다르지 않은 시점이 있습니다. 태양과 마찬가지로 목성은 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 구성적으로 태양과 목성은 매우 유사합니다. 그들 사이의 유일한 차이점은 목성이 핵융합을 겪을 만큼 거대해지지 않았다는 것입니다. 행성에 수집할 수 있는 충분한 물질이 있으면 별이 될 만큼 충분히 커질 가능성이 있습니다.
갈색 왜성
핵융합이 시작되어 별이 태어나면 그 별이 질량을 잃고 행성이 되는 것이 가능할까요? 이론적으로 별은 핵융합이 더 이상 일어날 수 없을 만큼 충분한 질량을 잃어야 하기 때문에 더 이상 별이 아닙니다. 그러나이 과정은 갈색 왜성에서만 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 갈색 왜성은 실패한 별이라고 생각할 수 있습니다. 이들은 가스 행성과 완전히 형성된 별 사이의 영역을 나타냅니다. 행성이 되기에는 너무 작지만 별이 되기에는 너무 큽니다. 대신 행성과 별 사이에 존재하는 조건입니다. 가장 작은 갈색 왜성과 가장 큰 갈색 왜성의 질량을 측정함으로써 천문학자들은 행성이 별이 되기 위해 필요한 질량을 알 수 있습니다. 가장 작은 갈색 왜성은 목성의 약 13배 크기이고 가장 큰 갈색 왜성은 목성의 약 85배 크기입니다. 갈색 왜성이 별 주위를 공전하면 별의 중력이 천천히 갈색 왜성에서 물질을 빨아들여 시간이 지남에 따라 갈색 왜성의 질량이 감소합니다. 결국 갈색 왜성은 거대 가스 행성이 될 것입니다.
