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우리가 말하는 별은 보통 항성이라고 하는 이름을 가지고 있다. 항성은 자신 스스로 플라그마(플리즈마)가 뭉쳐서 밝게 빛나는 납작한 회전타원체 형의 천체를 말한다. 플라스마는 보통 고체, 액체, 기체에 이어서 제2번째의 상태로 원자핵과 자유전자가 따로 떨 돌아다니는 상태를 말한다. 지구는 항성이 아니다. 이에 지구와 가장 가까운 항성은 바로 태양이다. 항성은 그 중심부에 일어나는 핵융합 반응으로 풀려나는 에너지가 내부를 통과하여 방출되면서 빛을 내게 된다.
항성은 수소 및 헬륨, 기타 중원소로 이루어진 성간 구름이 붕괴하면서 탄생한다. 중심핵이 뜨거워지면 수소 중 일부가 핵융합 작용을 통하여 헬륨으로 전환된다. 항성은 홑별(단독성)과 쌍성(다중성계)으로 태양은 홑별에 속한다. 홑별은 홀로 고립된 항성이고, 쌍성은 두 별이 상대적으로 가까운 궤도를 그리면서 안정된 궤도를 형성하며 공전한다.
항성에 이어 행성은 혹성 또는 떠돌이별이라고 하여 항성의 둘레를 도는 천체의 한 부류이다. 20세기 이전에는 태양계 안에 있는 행성만이 알려졌지만, 2012년 기준으로는 적어도 200개 이상의 외계 행성이 알려져 있다. 일반적으로 행성은 성운이 붕괴하여 원시성 둘레를 돌게 된 기체와 먼지가 모여 생겨난 것이라고 알려져 있다.
지구를 포함하고 있는 태양계의 행성은 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성이 있다. 태양계는 다음에 자세히 다뤄 보겠다.
따라서, 지구는 행성이 되고, 태양은 항성이 되는 것이다.
행성과 항성의 차이점은
첫 번째, '스스로 빛을 낼 수 있느냐' 여부이다. 스스로 빛을 낼 수 없다면 행성, 스스로 빛을 낼 수 있다면 항성인 것이다. 때로는 행성이 빛나는 것처럼 보이지만, 실은 항성이 내뿜는 빛을 반사할 뿐이다. 앞에서 잠깐 언급했듯이 항성이 스스로 빛을 내는 원동력은 핵융합에 있다. 핵융합은 어떤 원소가 높은 온도와 압력으로 인해 합쳐져서 더 무거운 원소가 되어 빛과 열에너지로 바뀌어 방출되는 것이다.
두 번째, 이 둘은 질량에 있어서도 질량이 다르다. 핵융합을 하려면 질량이 커져 중력이 강한 천체가 유리하기에 항성의 질량은 행성에 비해서 더 크게 된다.
일반적으로 우리말에 있어서 별은 이 항성과 행성을 둘 다 가리키지만, 영어에서의 star는 항성만을 의미한다. 행성은 planet이라고 한다.
세 번째, 항성은 생애가 뚜렷하다. 핵융합 때문인데, 원소가 핵융합을 마치면 더 무거운 원소로 변한다. 그렇게 만들어진 무거운 원소는 또 핵융합으로 더욱더 무거운 원소로 변하게 된다. 이때, 처음보다도 더 큰 압력과 열이 필요하게 된다. 그러다가 더 이상 핵융합이 불가능해지면 식어버리고 없어지게 된다. 그러나, 행성은 항성에 비해서 이러한 과정이 없다.
항성의 구조는 중심핵, 복사층, 대류층, 광구, 대기층으로 이루어진다. 핵융합은 중심핵의 주변에서 일어난다. 복사층은 핵융합 에너지가 복사의 형태로 이동하는 층으로 이 복사층으로 통과하는 에너지는 다른 입자와 부딪쳐 산란, 입자에 흡수와 방출되기를 반복한다. 그러다가 연료가 소진되었을 때 수명을 다하는데 그 기간은 매우 오랜 세월이 지난다. 대류층은 항성을 이루는 기체가 플라그마 상태로 대류하는 층을 말한다. 광구까지 뜨거운 플라그마가 상승하며 우주공간으로 내뿜고 차가워서 중심핵 쪽으로 하강한다. 항성의 2/3가 되는 부분이 광구이다. 광고는 복사에너지 밀도가 대기 꼭대기 복사에너지 밀도의 2배가 되는 부분이다. 광구는 항성의 표면을 정의하게 된다. 광구의 바깥쪽은 대기층을 이룬다.
행성은 항성이나 항성의 잔유물을 공전하는 천체를 말한다. 행성은 항성과는 다르게 핵융합을 일으키지 않고, 스스로 구형을 유지하여 중력을 가지고 있고, 독립적이며 지배적인 공전궤도를 가지고 있다. 태양계에서 행성은 지구형 행성과 목성형 행성으로 나뉘는데, 지구형 행성은 딱딱한 암석질의 표면을 가진 행성이고, 목성형 행성은 부피는 크지만 밀도가 낮은 가스로 이루어진 행성을 말한다. 수성, 금성, 지구, 화성이 지구형 행성에 속하며, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 목성형 행성이다. 명왕성은 태양계를 돌기는 하지만, 2006년에 명황성은 왜행성으로 구분하여 태양계에 속하지 않는 것으로 말하고 있다. 해왕성의 궤도 밖에는 명왕성 보다도 더 부피가 큰 천체들이 존재한다는 사실을 알았고 그것들은 모두 왜행성으로 구분하였다.
마지막으로 천체 중에 위성이 있는데, 위성은 행성과 같은 천체 주변을 공전하고 있는 천체를 말한다. 달을 떠올리면 우리는 이해할 수 있을 것이다. 위성의 대부분은 공전주기와 자전주기가 일치하게 나타나는 경향을 볼 수 있다. 위성은 모행성의 주변을 공전하면서 자전도 하게 된다. 때로는 공전주기와 자전주기가 불규칙적인 경우도 있는데 대표적으로 토성의 위성 타이탄에 접근하는 히페리온이나 명왕성의 작은 네 위성들이 그러하다.
오늘은 항성과 행성을 알아보았다. 우리가 천체 연구에 있어서 가장 기본적으로 알아야 할 명칭이 아닐까 생각한다.
다음은 우리가 속해 있는 항성 태양을 중심으로 돌고 있는 행성들을 알아보는 시간을 가져볼까 한다. 바로 태양계를 살펴보고자 하는 것이다.