별과 우주

Stars and the Universe

별은 표면 온도에 따라 색이 달라지고, H-R도로 주계열성·적색거성·백색왜성 등으로 분류해요. 파란 별은 뜨겁고 붉은 별은 상대적으로 차가우며, 태양처럼 대부분의 별은 주계열성에 있어요. 별은 성운에서 태어나 질량에 따라 적색거성이나 초신성 같은 경로로 생을 마감하고, 거리는 광년으로 재요. 별의 종류 버튼을 누르면 H-R도와 별의 일생이 보여요.

별은 어떻게 분류할까?

⭐ 직관: 별도 종류가 있다

①별의 표면 온도에 따라 색이 다르다

②파란 별 = 뜨거움 (30000K), 붉은 별 = 차가움 (3000K)

③H-R도(헤르츠스프룽-러셀도)로 별을 분류한다

별의 일생

💫 별도 태어나고 죽는다

①성운(가스 구름) → 원시별 → 주계열성 (수소 핵융합)

②태양 정도: 적색거성 → 행성상 성운 → 백색왜성

③태양보다 훨씬 큰 별: 적색초거성 → 초신성 폭발 → 중성자별 또는 블랙홀

우주의 크기

🌌 우주는 얼마나 클까?

①빛이 1년 동안 가는 거리 = 1광년 (약 9.5조 km)

②가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지 약 4.2광년

③우리 은하 지름 약 10만 광년

④관측 가능한 우주 지름 약 930억 광년

총정리

H-R도 분류

주계열성: 대각선 / 적색거성: 우상단 / 백색왜성: 좌하단

x축: 표면 온도(높→낮), y축: 밝기(낮→높)

별의 에너지원

수소 핵융합: 4H → He + 에너지

주계열성에서 수소를 헬륨으로 융합

거리 단위

1 광년 ≈ 9.46 × 10¹² km

빛이 1년 동안 이동하는 거리

🎯 시험 포인트

①H-R도: 주계열성이 대부분 (태양 포함)

②표면 온도 높을수록 파란색, 낮을수록 붉은색

③별의 일생: 성운→원시별→주계열성→적색거성→최종

④질량이 큰 별일수록 수명이 짧다

⑤우주 팽창 → 허블의 법칙: 먼 은하일수록 빠르게 멀어짐

예제와 단원평가

예제 1

밤하늘의 별은 색이 조금씩 다르다. 파란 별과 붉은 별 중 어느 쪽이 표면 온도가 더 높은가? 그 까닭은?

별의 색은 표면 온도에 따라 달라진다.

표면 온도가 높을수록 파랗게(약 30000K), 낮을수록 붉게(약 3000K) 보이므로 파란 별이 더 뜨겁다.

▸ 파란 별이 더 뜨겁다 (파랑 ≈ 30000K > 빨강 ≈ 3000K)

H-R도는 별을 표면 온도(색)와 밝기에 따라 분류한 그림이다.

예제 2

별까지의 거리는 매우 멀어 광년이라는 단위를 쓴다. 1광년은 무엇을 뜻하며, 가장 가까운 별까지의 거리는 약 몇 광년인가?

1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리(약 9.46 × 10¹² km)이다.

태양 다음으로 가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지는 약 4.2광년이다.

▸ 1광년 = 빛이 1년 동안 가는 거리(≈ 9.46 × 10¹² km) / 가장 가까운 별 ≈ 4.2광년

광년은 시간 단위가 아니라 거리 단위임에 주의해야 한다.

단원평가 유형

별과 우주에 대한 설명으로 옳은 것은?

①붉은 별이 파란 별보다 표면 온도가 높다

②1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다

③광년은 시간을 나타내는 단위이다

④모든 별은 크기와 밝기가 똑같다

⑤태양은 적색거성으로 분류된다

▸ ② 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다

표면 온도가 높을수록 파란색이므로 파란 별이 더 뜨겁고(①X), 광년은 거리 단위다(③X).

별마다 크기와 밝기가 다르며(④X), 태양은 주계열성으로 분류된다(⑤X). 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리다(②O).