밤하늘의 별은 왜 빛나고 반짝일까?

밤하늘을 올려다보면 별들이 환하게 빛나면서 깜빡이는 걸 볼 수 있습니다. 그런데 그저 보기 좋은 현상이라기보다는, 그 안에는 흥미로운 과학적인 이유들이 숨어 있어요. 별이 왜 빛나고 반짝이는지 함께 알아볼까요? 

 

별이 빛나는 이유

별은 마치 거대한 전구처럼 하늘에서 빛나고 있는데, 이 빛은 도대체 어디서 나오는 걸까요? 그 비밀은 핵융합이라는 반응에 있습니다. 별은 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있는데, 별의 중심부에서는 엄청난 압력과 온도로 인해 수소가 헬륨으로 변하면서 에너지가 방출됩니다. 이 에너지가 바로 빛과 열로 바뀌어 지구까지 도달하는 거죠.

태양도 하나의 별인데, 매 순간 수많은 핵융합 반응을 통해 에너지를 방출하고 있어요. 그래서 태양이 계속 빛나는 거랍니다. 사실 태양은 아주 가까이 있어서 그 빛을 아주 강하게 느끼지만, 우리가 보는 밤하늘의 별들은 너무 멀리 있어서 작은 점처럼 보이는 거예요.

태양의 행융합

 

왜 별이 반짝이는 걸까

별들이 스스로 빛나고 있는 건 알겠지만, 그럼 왜 반짝이는 걸까요? 별 자체는 깜빡거리지 않아요. 우리가 보는 별들이 깜빡이는 이유는 지구의 대기 때문입니다. 지구의 대기는 여러 층으로 이루어져 있고, 온도와 밀도가 일정하지 않아요. 이 공기의 변화가 별빛이 지구로 들어올 때 굴절을 일으키며, 별빛이 우리 눈에 도달하는 경로를 약간씩 흔들리게 합니다. 그래서 별빛이 마치 깜빡거리는 것처럼 보이는 것이죠. 이 현상을 섬광 현상이라고 부르며, 특히 별이 지평선 근처에 있을 때는 대기를 더 많이 통과하기 때문에 반짝이는 정도가 더 심해집니다.

 

별이 반짝이는 현상은 낭만적이기도 하지만, 사실 천문학자들에게는 아주 큰 골칫거리가 될 수 있어요. 왜냐하면, 별빛이 대기에 의해 왜곡되면 정확한 관측이 어려워지기 때문이죠. 그래서 천문학자들은 대기의 영향을 최소화할 수 있는 산 정상이나 사막 같은 곳에 천문대를 세웁니다. 이곳에서는 대기 방해가 적어 별을 더 정확하게 관찰할 수 있어요. 또한, 우주망원경을 이용해서 아예 대기를 벗어난 우주에서 별을 관측하기도 합니다. 허블 우주망원경이 대표적인 예인데, 허블은 대기 방해가 없기 때문에 아주 선명한 별 사진을 찍을 수 있답니다.

 

별의 종류에 따라 빛나는 색이 다르다

모든 별들이 똑같이 빛나는 것처럼 보일지 모르지만, 사실 별들은 각각 다른 색으로 빛납니다. 별의 온도에 따라 빛의 색이 달라지는데, 뜨거운 별일수록 파란색에 가깝고, 상대적으로 온도가 낮은 별일수록 붉은색에 가깝습니다. 예를 들어, 밤하늘에서 파랗게 빛나는 별이 있다면, 그 별은 매우 뜨겁고 젊은 별일 가능성이 높습니다. 반면, 붉은 별은 이미 나이가 많은 별이거나 상대적으로 온도가 낮은 별일 거예요. 별의 색을 보면 그 별의 나이나 온도에 대한 정보를 유추할 수 있습니다.

 

우주에는 태양과 같은 별이 얼마나 많을까

과학자들은 우리가 속한 은하수(Milky Way)에만도 약 1,000억 개에서 4,000억 개의 별이 있다고 추정하고 있습니다. 태양은 그중 하나일 뿐이죠. 은하수 외에도 우주에는 수천억 개의 은하가 존재하며, 각 은하에는 다시 수백억에서 수천억 개의 별들이 존재합니다. 현재 과학자들이 관측할 수 있는 우주에 약 2조 개의 은하가 존재한다고 알려져 있습니다. 각 은하에는 평균적으로 수천억 개의 별이 포함되어 있죠. 이를 계산하면, 우주 전체에 약 10^22(10의 22 제곱) 개의 별이 있을 수 있다고 추정됩니다. 이는 1 뒤에 22개의 0이 붙는 엄청난 숫자입니다!

 

맺음말

이제 별들이 왜 빛나고, 왜 반짝이는지 이해하게 되었죠? 별은 핵융합이라는 에너지를 통해 스스로 빛을 내고, 우리가 지구에서 별이 깜빡이는 것을 보는 이유는 대기 때문이에요. 지구 대기가 별빛을 약간씩 흔들리게 만들어 깜빡거리는 것처럼 보이지만, 우주에서는 별이 고요하게 빛난다는 사실도 알게 되었죠. 이제 밤하늘의 별들을 볼 때, 그저 아름답다고 느끼는 것뿐만 아니라 그 안에 숨겨진 과학적인 이유도 함께 떠올려볼 수 있을 거예요.