별의 종족
Stellar Population
별을 성분, 나이, 운동 특성 등에 따라 분류한 것이다.
처음 분류를 한 사람은 바데의 창이라거나 이런저런 연구로 유명한 관측천문학자 월터 바데이다.
여담으로 한국인이라도 종족이라고 말하고 쓰는것보다는 population의 앞 세글자 pop만 쓰는게 훨씬 편하기 때문에 종족이라고 하는 사람을 보기는 힘들다. 보통 팝원스타, 팝투스타, 팝쓰리스타 하는 식으로 줄여서 읽는다. 극단적으로 줄일때는 스타 떼고 읽기도 한다.
1. 금속 함량
Metallicity
별은 대부분이 수소와 헬륨으로 되어있는데, 이 성분들 중 아주 극소량이 이 외의 물질인데, 이들을 천문학에선 흔히 Metal(금속)이라고 부른다. 통상적으로 금속이라고 하면 화학에서의 금속을 생각하기 쉽지만 천문학, 특히 천체물리학에서는 금속이라고 하면 헬륨보다 무거운 원소들(붕소, 탄소, 질소 산소 등등)을 모두 금속이라고 한다.
우주에 별이 생성되기 전의 아주 초기에는 우주에 있는 원소라곤 수소와 헬륨뿐이었으나 후에 점점 별 내부에서의 핵융합과 초신성 폭발로 새로운 물질들이 탄생하면서 우주 전체의 금속 함량은 상승하게 되는데, 이로 인해서 더 나중에 태어난 별은 금속이 많고, 먼저 태어난 별은 금속이 적다.
그러나 별의 금속 함량을 나이의 절대적인 척도로 보기에는 곤란하다. 나이가 어린데도 금속 함량이 적거나[1], 나이가 많은데도 금속 함량이 많은 별들[2]도 많이 존재한다. 별이 많이 탄생했던 곳에서 그만큼 항성 진화에 의한 금속이 많이 보급되었기 때문에 상대적으로 다른 지역보다 금속이 많다.
최근에는 헬륨의 함량도 별들마다 천차만별이라는 것이 밝혀지면서 이쪽 방면의 연구도 활발하게 이루어지고 있는 중.
1.1. Pop Ⅰ
1족 별들은 금속이 풍부한(Metal-rich) 별들이다.
초기의 별들이 폭발하고 남은 찌꺼기(remnants)들이 다시 별이 되면서 만들어졌기 때문에 금속이 상대적으로 풍부하다. 은하 원반과 산개성단 등에 있는 젊은 별들이 여기에 많이 속한다. 태양 또한 여기에 속한다.
1.2. Pop Ⅱ
2족 별들은 금속이 적은(Metal-poor) 별들이다.
금속이 적다는 이야기는 당시 생성되던 환경에 금속이 없어야하므로 이는 비교적 빠른 시기에 생성된 별이라는 뜻이다. 대부분 노란색, 혹은 빨간색 별들이 여기에 많이 들어가며, 구상성단과 은하 헤일로에 많이 분포한다. 이 별들은 우리 은하에 병합된 다른 은하에서 왔던 별들, 우리 은하의 원반이 본격적으로 형성되기 이전에 생성되었던 별들이다. 그 때문에 원반과는 상관없이 우리 은하를 둥그렇게 둘러싸는 형상으로 분포하고 있다.
은하 중심부(벌지)나 타원 은하에서 발견되는 별들은 우주 초기에 폭발적인 별 탄생으로 이미 빠르게 메탈이 증가하는 환경에 있었기 때문에 금속이 풍부하면서도 나이가 많은데, 이러한 별들의 경우는 분류가 애매한 점이 있다.
1.3. Pop Ⅲ
별의 진화 과정에서 생성된 금속이 아예 '''없는''' 별이다.[3] 즉, 빅뱅으로 탄생한 물질들이 난생 처음으로 뭉쳐져 만들어진 별들이다. 우리 은하는 물론이고 우주 전체에서 금속 함량이 제로인 별은 하나도 발견되지 않았다. 우주의 나이보다 훨씬 오래 사는 별(적색왜성 등)도 존재한다는 점을 생각해보면 이상한 점이기도 하다. 이에 대한 설명으로 우주 탄생 직후에 생겨난 별들의 질량이 대부분 태양 질량의 수백~수천 배에 달해[4] 수명이 짧았다는 설이 있다. 일단 초신성으로 생성된 금속은 빠른 속도로 우주 공간에 퍼져 나가므로 첫 번째 초신성이 터진 시점부터 우주 전체에 급속도로 금속이 보급되었을 가능성이 높다.
현재까지 관측된 기록이 없었으나 운이 좋게도 2015년 6월에 처음 관측에 성공했을지도 모른다는 보고가 있다. z[5]가 무려 6.60에 이르기 때문에 확신을 하기는 아직 무리가 있다.
[1] 왜소 은하의 별들이 여기에 해당한다.[2] 거대 타원 은하, 우리 은하의 벌지가 여기에 해당한다.[3] 단, 빅뱅 당시의 핵융합으로 리튬이나 베릴륨이 극소량 만들어지기 때문에 엄밀히 말해서는 메탈함량이 제로는 아니다.[4] 별 질량의 상한선인 에딩턴 한계에 위배되는 것처럼 보이지만 금속 함량이 아예 없는 별이서는 이렇게 괴랄한 별이 생성되는 것이 가능하다고 한다.[5] 적색편이 거리수치 값