별이란 무엇일까?

밤하늘에 빛나는 별만큼 오랜 세월 동안 사람들의 사랑과 관심을 받아온 대상도 없을 것이다. 별보는 것을 좋아하지는 않더라도 별을 싫어하는 사람은 거의 없다. 물론 밤하늘의 별보다는 만화나 게임 속의 별이 더 익숙할 수도 있다. 어떤 작가는 별을 모르고 사는 것은 세상 아름다움의 반을 포기하고 사는 것이라고도 했다. 우리가 보는 세상의 반은 하늘이고, 살아가는 시간의 반은 밤이기 때문이다. 그리고 그 밤하늘의 주인공이 바로 별이기 때문이기도 하다.

별은 사랑을 이어주는 좋은 소재이기도 하다. 사랑 노래에 가장 많이 등장하는 단어 중의 하나가 바로 별이다. 별자리 신화에 가장 많이 등장하는 이야기도 역시 사랑이야기이다. 그만큼 많은 사람들에게 사랑받고 거의 매일 밤 볼 수 있는 별이지만 실제로 별에 대해 제대로 아는 사람은 많지 않다. 별이란 무엇일까? 지구를 푸른 별로 알고 있는 사람들도 많다. 과연 지구가 푸른 별일까?

바오바브나무와 남반구 밤하늘. ⓒ 권오철 천체사진작가

스타는 스스로 타는 존재다

별이란 무엇일까? 라고 물어보면 대부분의 학생들은 영어로 ‘STAR’라고 대답한다. 그러면 ‘STAR’는 무엇일까? 라고 물으면 ‘별’이리고 다시 대답한다. 물론 간혹 튀는 대답을 하는 사람도 있지만 대부분은 별에 대해 정확히 알지 못한다.

별이 ‘스타’라는 것에서부터 별을 알아보기로 하자. 스타는 밤하늘에만 있는 것은 아니다. 땅에도 많은 스타들이 있다. 가수, 영화배우, 탤런트, 개그맨, 운동선수… 이름만 대면 알만한 사람은 모두 스타다. 땅의 스타들을 가장 많이 볼 수 있는 곳이 바로 TV화면 속이다. 그런데 TV에 나온다고 모두 스타는 아니다. 우리가 얼굴과 이름을 기억할 정도가 되어야 스타다. 밤하늘에서도 마찬가지다. 밤하늘에 보인다고 모두 스타는 아니다.

스타는 땅에서나 하늘에서나 스스로의 힘으로 빛나는 존재들이다. 스타를 ‘스스로 타는 것’으로 기억해보자. 밤하늘의 스타는 스스로를 태워서 빛을 내고, 땅의 스타들은 스스로를 태워서 이름을 알린다.

지구는 스스로 타지 않는다. 따라서 지구를 스타, 별이라고 부르지는 않는다. 지구는 행성일 뿐이다. 달도 타지 않는다. 달이 떴다고 더워지지는 않는다. 달이나 행성들이 빛을 내는것은 스스로의 능력이 아니라 햇빛을 반사하기 때문이다.

해와 별은 같다

그렇다면 태양은 별일까? 해가 뜨면 주위가 밝아지고 온도도 올라간다. 해와 별은 같은 존재이다. 별은 멀리 있어서 작은 점으로 보일 뿐이다. 해처럼 스스로를 태워서 주위에 빛과 열을 주는 존재가 바로 스타, 즉 별이다. 땅의 스타도 마찬가지다. 스타가 되기 위해서는 많은 노력을 해야 한다. 그리고 그 노력으로 자신을 태워서 주위에 즐거움과 행복을 주는 존재가 바로 스타다. TV 뉴스에 자주 등장하지만 사람들에게 기쁨과 행복을 주지 못하는 사람은 스타가 아니다. 특히 정치인들 중에는 자신을 스타로 착각하는 사람들이 많다. 국민들에게 기쁨을 주는 정치인만이 스타라는 것을 기억해야 한다.

그런데 스타는 어떻게 타는 걸까? 물론 땅의 스타는 타고난 재능과 노력으로 자신을 태울 것이다. 하지만 하늘의 스타는 그럴 수 없다. ‘스스로 타는 것’에서 ‘스스’의 아래 위로 점을 하나씩 찍어보자. 그러면 ‘수소로 타는 것’이 된다.

별은 바로 수소가 타는 것이다. 거대한 수소덩어리가 별의 정체다. 자연계에서 가장 가벼운 원소가 수소다. 우주에서 우리가 볼 수 있는 물질 중에 가장 많은 것도 수소다. 그 수소가 모여서 타는 것이 바로 별이다.

별이 태어나는 곳이 성운이다

우주에서 별이 태어나는 곳은 수소가 많이 모여 있는 곳이다. 이곳을 성운, 우리말로는 별구름이라고 부른다. 수증기가 모여서 구름이 되고 구름 속에서 빗방울이 만들어지는 것처럼 우주에서는 별구름 속에서 수소가 모여 별이 된다. 수소가 모이는 이유는 중력 때문이다.  수소가 많이 모일수록 중력은 더 커진다. 수소가 점점 더 많이 모이면 어떤 일이 벌어질까? 백만 개, 백억 개, 백조 개… 작은 교실에 사람이 모이는 것을 상상해보자. 백명, 천명, 만명, 억명… 물론 불가능하다고 생각할 것이다. 하지만 우주에서는 불가능한 일은 아니다.

옆 사람을 껴안는다고 생각해보자. 어떤 변화가 있을까? 징그럽고 냄새는 조금 날지 모르지만 따뜻해지는 것을 느낄 수 있다. 좁은 공간에 물질이 많아지면 온도가 올라간다. 추운 곳에서 살아남기 위해서라면 원수라도 껴안아야 한다. 수소가 모일수록 중심의 온도와 압력은 점점 더 올라간다.

독수리성운 – 어두운 성운 뒤로 밝게 보이는 부분이 별 탄생 지역이다. ⓒ NASA

성운 속에서 수소가 모여 천만도가 되면 수소들이 타면서 별이 만들어진다. 천만 도는 별이 만들어지는 온도이다. ‘천문학 별 많다’라고 외우면 된다. 수소가 타는 현상을 어려운 말로 핵융합 반응이라고 한다. 융합은 합쳐진다는 말이다. 즉 작은 핵이 모여서 더 큰 핵으로 합쳐지는 것이 바로 핵융합이다. 수소의 핵이 모여서 수소보다 무거운 헬륨이 되는 과정이 바로 별이 타는 과정이다.

핵융합은 쉽게 말하면 수소폭탄이 폭발하는 과정이다. 즉 별은 거대한 수소폭탄인 샘이다. 물론 우리의 태양도 마찬가지이다. 우리는 태양이라는 수소폭탄에서 나오는 빛과 열 덕분에 지구에서 살 수 있는 것이다.

ScienceTimes