별과 원자

● 서문 08

제1장 항성의 내부 … 11

태양 내부의 온도 … 16
원자의 이온화 … 25
복사 압력과 질량 … 38
별의 내부 … 41
항성 물질의 불투명도 … 44
밝기와 질량의 관계 … 49
밀집된 별들 … 55

제2장 최근의 몇 가지 연구들 … 65

알골의 이야기 … 66
시리우스의 동반성 이야기 … 75
미지의 원자와 스펙트럼의 해석 … 83
스펙트럼 계열 … 92
우주 속의 구름 … 98
태양의 채층 … 108
베텔게우스 이야기 … 119

제3장 별의 나이 … 133

맥동성(脈動性) 별 … 135
세페이드 변광성의 ‘표준 촛불’로서의 역할 … 141
수축 가설 … 146
아원자 에너지 … 153
별의 진화 … 163
질량의 복사 … 172

✧ 부록
시리우스의 동반성에 관한 추가 설명 … 188

우리가 별의 내부로 잠수하는 목적은, 일상의 경험을 초월한 기묘한 세계를 감상하기 위해서만은 아니다. 우리의 목표는 별들이 그러한 방식으로 행동하게 만드는 내부의 작동 장치를 밝혀내는 데 있다. 표면에서 나타나는 현상을 이해하려면 다시 말해 ‘별마다 영광이 서로 다르다’는 사실을 이해하려면, 우리는 반드시 그 아래로 내려가야 한다. 곧 기관실로 들어가, 표면을 통해 쏟아져 나오는 열과 에너지의 흐름이 어디에서 시작되었는지를 추적해야 한다.

우리는 별의 내부가 어떤 모습일지 어느 정도 그려볼 수 있다. 그곳은 원자와 전자, 그리고 에테르 파동이 뒤엉켜 소용돌이치는 아수라장이다. 흐트러진 원자들은 초당 100마일의 속도로 질주하며, 그 과정에서 본래 둘러차고 있던 전자 배열은 난투 속에서 찢겨 나간다. 떨어져 나온 전자들은 새로운 안식처를 찾기 위해 그보다 100배 빠른 속도로 달려간다. 그중 하나의 여정을 따라가 보자.

천문학은 다른 많은 과학들과 달리, 연구 대상에 직접 손을 대거나 탐침을 꽂아볼 수 없다. 우리는 수동적으로 기다리며, 그들이 보내오는 신호를 받아 해독할 수밖에 없다. 별에 관한 우리의 모든 정보는 빛의 광선을 따라 우리에게 도달한다.