이전에 제가 만들었던 천문학 가설을 쉽게 설명해주세요
제가 가끔 중학생 때 만든 가설이 있는데
그것이 왜 틀렸는지에 대한 증명도 최대한
이해하기 쉽게 설명해주시면 감사하겠습니다.
저는 현재 전공자가 아니라서, 설명하기 부담
스러우시면 눈치라도 챌 수 있게 간단한 비유를
사용하셔도 될 것 같습니다.
아래부터 이론입니다.
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세페이드 변광성은 주기가 길어질수록 별의 밝기도
같이 커집니다. 이에 따른 ‘비율’ 즉, 기본 단위 시간당
커지는 밝기를 구합니다.
그리고 별의 팽창과 수축에 따라 예상되는 ‘광도’의
차이를 구합니다. 이때 앞에서 언급한 ‘비율’을
‘광도’에 대입합니다. 밝기를 안다면 해당 항성이
얼마나 팽창하고 수축하는지 알게 됩니다.
이때 두 가지 내용을 추가로 대입합니다.
첫 번째로는 맥동변광성은 주기가 나타나고,
별의 광도가 변하는 것은 대류층에서 그 원인이
나타난다는 현재의 관점입니다. 두 번째로는 해당
항성의 ‘대류층의 크기’를 구했다는 사실입니다.
일단 대류층이 팽창의 원인이었을 때 이 추론
끝에는 결단이 납니다. 대류층이 얼마나 팽창하고
수축하는지 구할 수 있기에 대류층의 밀도 변화를
알 수 있게 됩니다.
하지만 이 이론은 틀렸습니다.
세페이드 변광성과 같은 맥동변광성의 광도 변화는
외피층의 불투명도 변화로 일어나는 현상에 가깝습니
즉, 이를 통해 대류층과 외피층을 사실상 구분하지 못한
것을 알 수 있습니다.
항성이 수축할 시 밀도의 응집은 항성을 가열시킵니다.
그리고 팽창 시 복사 에너지를 뿜어냅니다. 특히 ‘카파
메커니즘’은 항성의 밀도와 광도 현상을 설명해 줍니다.
‘크라머’의 법칙을 따르면 앞에서 설명한 밀도와 광도
법칙에서, 온도와 불투명도라는 새로운 변수가 추가
됩니다. 이때 일반적으로 항성으로부터 방출된 빛이
별의 반지름만큼의 매질을 통과하였을 경우 별의 광도를 알 수 있게 됩니다.
이렇게 형성된 식에서는 비교를 위해 당연히 배질
통과 전의 광도와 복사체의 성질 관련의 상수가
필요합니다.
주기-광도 관계의 경우 해당 별의 본질적 상태를
알려주는 중요한 지표이나, 세세한 밀도 차이를
알려주기에는 한계가 정해져 있습니다. 주기-광도
관계는 그야말로 별의 평균적인 상황만 알 수 있기
때문입니다.
그뿐만 아니라 전에 언급했던 사실처럼 대류층에서
외피층을 따로 뜯어내는 작업도 필요합니다. 특정
시점의 밀도를 알아내기엔 부족하다는 결론입니다.
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