#16 행성상 성운과 백색 왜성

문제 1 · OX 문제

백색 왜성은 중심부에서 여전히 활발하게 핵융합 반응이 일어나고 있는 별이다. ( )

정답: X

아니에요! 백색 왜성은 이제 모든 요리(핵융합)를 다 끝내고 가스레인지 불을 끈 상태예요. 엔진은 멈췄지만, 그동안 모아둔 뜨거운 열기 때문에 하얗게 빛나며 서서히 식어가는 '별의 사체'와 같은 상태랍니다.

문제 2 · OX 문제

행성상 성운은 별의 외곽층이 우주 공간으로 퍼져 나가 만들어진 가스 물질이다. ( )

정답: O

맞아요! 별이 늙어서 힘이 빠지면 붙잡고 있던 겉옷(외곽층)을 우주로 훌훌 벗어 던지는데, 그 옷감들이 퍼져서 고리 모양의 아름다운 구름이 된 것이 바로 행성상 성운이랍니다.

문제 3 · OX 문제

백색 왜성은 크기에 비해 질량이 매우 커서 밀도가 극도로 높은 천체이다. ( )

정답: O

백색 왜성은 마치 '지구만한 상자에 태양만큼의 무게'를 억지로 쑤셔 넣은 것과 같아요! 엄청나게 꽉꽉 눌러 담겨 있어서, 한 숟가락만 떠도 덤프트럭 수백 대 무게가 나갈 정도로 밀도가 무시무시하답니다.

문제 4 · 빈칸 채우기

별의 진화 마지막 단계에서 바깥층이 방출되어 만들어진 고리 모양의 가스 물질을 ( ) 성운이라 한다. (3글자)

정답: 행성상

망원경으로 보면 동그란 행성처럼 보여서 붙여진 이름이에요! 실제 행성은 아니지만, 우주로 퍼져 나가는 가스들이 도넛 모양으로 퍼지며 장관을 연출하는 별의 마지막 작별 인사랍니다.

문제 5 · 빈칸 채우기

적색 거성 이후 별의 중심부가 수축하여 만들어진, 크기는 작고 밀도가 매우 큰 별을 ( ) 왜성이라 한다. (2글자)

정답: 백색

별의 심장만 남아서 하얗고 작게 반짝이는 모습이에요. '왜성'이라는 이름처럼 크기는 작아졌지만, 그 속은 아주 단단하고 묵직하게 뭉쳐진 별의 최종 결과물이랍니다.

문제 6 · 빈칸 채우기

백색 왜성은 중심부의 ( ) 반응이 중단된 후 중력에 의해 급격히 수축하여 형성된다. (3글자)

정답: 핵융합

별을 버티게 하던 엔진(핵융합)이 꺼지면, 기다렸다는 듯이 중력이 심장을 꽉 쥐어짜요. 더 이상 밖으로 밀어낼 힘이 없으니 안으로 무섭게 쪼그라들며 단단해지는 거랍니다.

문제 7 · 단답형

백색 왜성은 지구 정도의 크기에 태양 수준의 질량이 뭉쳐 있어 이것이 무시무시하게 높다. 이 물리량은 무엇인가? (2글자)

정답: 밀도

좁은 공간에 엄청난 양의 물질을 꽉꽉 눌러 담았기 때문이에요! 우주에서 손꼽히는 '압축의 달인'답게 어마어마한 빽빽함을 자랑하는 것이 백색 왜성의 가장 큰 특징이랍니다.

문제 8 · 단답형

백색 왜성은 별의 중심부 핵융합이 멈춘 뒤, 별이 중심 방향으로 오그라드는 이 현상에 의해 만들어진다. 무엇인가? (4글자)

정답: 중력 수축

밖으로 밀어내던 엔진 힘이 사라지니, 잡아당기는 힘(중력)이 이겨버린 거예요! 별이 자기 몸무게를 이기지 못하고 중심부로 꽉 압축되는 마지막 발버둥이라고 생각하면 돼요.

문제 9 · 단답형

행성상 성운과 백색 왜성을 남기며 생애를 마감하는 별은 누구와 질량이 비슷한 별들인가? (2글자)

정답: 태양

우리와 가장 친숙한 별인 태양이 훗날 늙어서 걷게 될 미래 모습이에요! 너무 무겁지도 가볍지도 않은 '평범한 별'들의 아주 정석적인 은퇴 경로라고 보시면 된답니다.

문제 10 · 보기 선택

백색 왜성의 물리적 특징으로 옳은 것만을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 크기가 매우 작고 밀도가 매우 크다.
• ㄴ. 중심부에서 수소 핵융합이 활발하다.
• ㄷ. 더 이상 에너지를 새로 생성하지 않는다.

정답: ㄱ, ㄷ

ㄱ, ㄷ은 백색 왜성의 핵심 성질이에요! 아주 작지만 묵직하고(ㄱ), 엔진은 꺼졌죠(ㄷ). 하지만 ㄴ은 땡! 엔진이 꺼졌기 때문에 백색 왜성이 된 것이지, 핵융합을 하고 있다면 그건 아직 팔팔한 주계열성 시절이랍니다.

문제 11 · 보기 선택

행성상 성운의 형성과 관련된 설명으로 옳은 것만을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 별의 바깥층이 팽창하여 우주로 퍼져 나가는 단계이다.
• ㄴ. 별이 폭발하여 모든 질량이 한순간에 사라지는 단계이다.
• ㄷ. 주로 고리 모양의 가스 물질로 관측된다.

정답: ㄱ, ㄷ

ㄱ, ㄷ은 아름다운 가스 구름이 만들어지는 과정이에요! 하지만 ㄴ은 틀렸어요. 행성상 성운은 폭발이 아니라 서서히 '퍼져 나가는' 것이고, 중심에는 백색 왜성이라는 알맹이가 여전히 남아있거든요.

문제 12 · 보기 선택

질량이 태양과 비슷한 별의 종말 과정에 대한 설명 중 옳은 것만을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 적색 거성 단계 이후에 나타나는 과정이다.
• ㄴ. 별의 중심부는 수축하여 백색 왜성이 된다.
• ㄷ. 별의 바깥층은 수축하여 행성상 성운이 된다.

정답: ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄴ은 별의 은퇴 시나리오 정석이에요! 하지만 ㄷ은 함정이죠. 바깥층은 쪼그라드는 게 아니라 밖으로 시원하게 '팽창'해서 퍼져 나가야 성운이 되는 거랍니다. 수축하는 건 오직 심장부뿐이에요!

문제 13 · 객관식

행성상 성운과 백색 왜성이 형성되는 과정을 가장 바르게 설명한 것은?

• ① 별의 모든 층이 한곳으로 뭉쳐 블랙홀이 된다.
• ② 별의 바깥층은 퍼져 나가 성운이 되고, 중심부는 수축하여 왜성이 된다.
• ③ 별의 중심부는 폭발하여 사라지고 바깥층만 뭉쳐서 왜성이 된다.
• ④ 핵융합 에너지가 너무 강해져서 별이 거대한 가스 덩어리로 변한다.
• ⑤ 중력이 사라지면서 별을 구성하던 모든 물질이 우주로 흩어진다.

정답: ②

별이 늙으면 '분리수거'를 한다고 생각하면 쉬워요! ②번 설명처럼 쓸모없어진 겉껍데기는 우주로 돌려보내고(행성상 성운), 알맹이인 심장만 꽉 쥐어짜서 남기는(백색 왜성) 것이 이 단계의 진짜 모습이랍니다.

문제 14 · 객관식

다음 중 백색 왜성에 대한 분석으로 가장 적절하지 않은 내용은?

• ① 크기는 지구 정도로 작지만 질량은 매우 크다.
• ② 스스로 에너지를 만드는 핵융합 엔진이 꺼진 상태이다.
• ③ 표면 온도가 매우 높아 하얀색(백색)으로 빛난다.
• ④ 중력 수축으로 인해 밀도가 매우 높은 물리적 상태이다.
• ⑤ 시간이 흐를수록 새로운 핵융합을 시작하여 다시 거성이 된다.

정답: ⑤

백색 왜성은 별의 일생에서 '최종 목적지'예요. ⑤번처럼 다시 에너지를 만들어서 거성으로 부활하는 일은 일어나지 않는답니다. 연료가 완전히 떨어진 자동차가 저절로 다시 달릴 수 없는 것과 마찬가지죠.

문제 15 · 객관식

행성상 성운을 통해 알 수 있는 우주의 순환 원리로 가장 적절한 것은?

• ① 별은 한 번 태어나면 영원히 모양을 유지한다.
• ② 별의 구성 물질이 우주 공간으로 다시 환원된다.
• ③ 우주의 모든 가스는 결국 블랙홀로 빨려 들어간다.
• ④ 별이 죽으면 그 자리에 아무런 물질도 남지 않는다.
• ⑤ 별 내부에서 만들어진 원소들은 별 내부에만 영구히 갇혀 있다.

정답: ②

별은 죽으면서 자기가 가진 소중한 것들을 우주에 다 기부해요! ②번처럼 성운을 통해 내뿜어진 가스들은 나중에 새로운 별이나 행성을 만드는 '재활용 재료'가 된답니다. 별의 죽음이 곧 새로운 탄생의 밑거름이 되는 셈이죠.