Glossary term: 거성
Description: 거성은 같은 색을 가진 다른 별에 비해 비정상적으로 크고 빛나는 별을 말합니다. 별은 처음부터 거성으로 시작하는 것이 아니라 진화의 여러 단계에서 간헐적으로 거성이 됩니다.
거성이 아닌 대부분의 별의 경우, 색과 광도(즉, 시간이 지남에 따라 방출하는 에너지) 사이에는 직접적인 관계가 있습니다. 이러한 별을 "주계열성"이라고 하며, 이러한 별의 에너지 방출은 핵에서 수소를 헬륨으로 핵융합하여 이루어집니다. 중심부의 수소 공급이 고갈되면 중심부 주변의 껍질에서 수소 핵융합이 계속되고 별은 팽창하여 훨씬 더 밝고 붉게 빛납니다. 결국 중심부의 온도가 충분히 높아져 수소보다 무거운 원소의 핵융합이 가능해져 별에 추가적인 에너지원을 제공할 수 있습니다. 이러한 전환 과정에서 이러한 별은 훨씬 더 큰 크기로 확장되고, 냉각되어 더 붉어지고, 전반적으로 훨씬 더 밝아지며, 적색거성이 됩니다. 예를 들어, 태양은 적색거성이 되기 위해 팽창할 때 수백 배 더 크고 밝아질 뿐만 아니라 훨씬 더 온도가 낮아집니다. 질량이 다른 별의 경우, 종종 수명이 짧은 진화 단계를 거치면 청색거성이 되거나 훨씬 더 빛나는 적색 또는 청색 초거성이 됩니다.
거성은 광도 3등급으로 분류되며, 준거성(4등급)보다 밝지만 밝은 거성(2등급)과 초거성(1등급)보다 희미합니다.
전반적으로 거성은 드문 편입니다. 이는 거성 단계의 기간이 상대적으로 짧기 때문입니다(태양과 같은 별의 경우 수억 년, 주계열성에서는 100억 년). 그러나 광도가 높기 때문에 밤하늘에서 육안으로 볼 수 있는 별 중에서 거성 차지하는 비중이 상당히 높습니다.
거성은 같은 색을 가진 다른 별들보다 훨씬 크고 밝은 별을 말합니다. 별은 처음부터 거성으로 태어나는 것이 아니라, 진화의 여러 단계를 거치면서 일시적으로 거성이 되는 시기가 있습니다. 거성이 아닌 대부분의 별에서는 색과 밝기, 즉 시간이 지나며 방출하는 에너지 사이에 뚜렷한 관계가 있습니다. 이런 별을 주계열성이라고 하며, 중심부에서 수소가 헬륨으로 핵융합되면서 에너지를 냅니다. 하지만 중심의 수소가 고갈되면, 별은 중심 바깥쪽의 껍질에서 수소 핵융합을 계속하게 됩니다. 그 결과 별은 팽창하고, 훨씬 더 밝고 붉게 변합니다. 이후 중심부의 온도가 충분히 높아지면 수소보다 무거운 원소들이 핵융합을 일으켜 추가적인 에너지를 만들어냅니다. 이 과정에서 별은 크기가 커지고, 온도는 낮아져 더 붉게 보이며, 훨씬 더 밝아집니다. 이런 별이 바로 적색거성입니다. 예를 들어 태양도 먼 미래에 적색거성이 될 때 지금보다 수백 배 더 크고 밝아지지만, 표면 온도는 오히려 낮아질 것입니다. 질량이 더 큰 별들은 짧은 진화 단계를 더 거쳐 청색거성이 되거나, 그보다 훨씬 더 밝은 적색 또는 청색 초거성이 되기도 합니다.
거성은 광도 등급 III으로 분류되며, 준거성(IV)보다 밝고, 밝은 거성(II)이나 초거성(I)보다는 어둡습니다.
전반적으로 거성은 비교적 드문 별입니다. 왜냐하면 거성 단계는 짧기 때문입니다. 예를 들어 태양 같은 별은 주계열성으로 약 100억 년을 보내지만, 거성 단계는 수억 년밖에 지속되지 않습니다. 그럼에도 불구하고 거성은 밝기가 매우 높기 때문에 밤하늘에서 눈으로 볼 수 있는 별들 중에서는 거성이 차지하는 비율이 높습니다.
대표적인 적색거성으로는 목동자리의 아크투루스(Arcturus)와 고래자리의 미라(Mira)가 있습니다.
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The red supergiant Betelgeuse
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Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella
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Hertzsprung-Russell diagram
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From the top left to bottom right there is a long line of stars burning hydrogen in their cores. This is called the main sequence. On this line, one sees the stars Mintaka, Achenar, Sirius A, the Sun and Proxima Centauri. The objects around Proxima Centauri at the lower right end of the main sequence are known as red dwarfs. To the lower right of the red dwarfs are Teide 1 and Kelu-1 A. These two objects are brown dwarfs, objects too low in mass to have cores hot enough to fuse hydrogen for a sustained period of time. As they do not burn hydrogen, brown dwarfs are not considered main sequence stars. The name brown dwarf is unrelated to their colour.
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Credit: IAU OAE/Niall Deacon
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