왜성(천체)
1. 개요
矮星(dwarf star)
간단히 말해 '''크기가 작은 항성'''을 의미하며 '난쟁이별'이라고도 부른다. 대략적인 기준은 '''태양'''이며,[1] 태양보다 작으면 대체로 왜성으로 분류될 가능성이 높다. 영어 명칭도 dwarf이고 작을 왜(矮)라는 글자가 붙었지만 이는 다른 항성들에 비해 상대적으로 작다는 뜻이며, 행성보다는 훨씬 크다.[2]
먼저 주계열성 중에서 크기가 작은 적색왜성, 오렌지색 왜성은 왜성으로 분류된다. 주계열성과 성격이 전혀 다른 밀집성의 한종류인 백색왜성 역시 왜성으로 분류되는데, 대부분의 백색왜성은 태양보다 크기와 질량이 작다.[3] 적색왜성에서 진화될 것으로 예상되는 청색왜성과 백색왜성이 식어서 만들어질 것으로 예상되는흑색왜성도 포함된다. 항성보다 작아서 스스로 빛을 내지 못하는 '준항성천체'로 분류되는 갈색왜성도 왜성으로 분류한다.
정의에 따라서 G형 분광형을 가진 주계열성까지 황색왜성(yellow dwarf)으로 분류하기도 한다. 즉, 분광형 G2V인 태양도 왜성에 포함시킬 수 있다. 분광형이 O, B, A, F인 주계열성은 태양보다 크기와 질량이 크기 때문에 일반적으로 '왜성'이라고 부르지 않는다.
2. 상세
2.1. 주계열성
- 적색왜성 - 왜성들 중 가장 많은 것은 적색왜성으로, 태양 질량의 0.08배에서 0.5배까지의 별들이다. 적색왜성은 전체 항성의 90% 정도를 차지하고, 덩치는 작지만 온도가 낮고 수소를 축적하는 핵 없이 별 전체가 대류하면서 헬륨과 수소가 뒤섞이기 때문에 수소를 매우 천천히 태운다. 따라서 수명이 최소 수백억 년, 길면 1조 년을 넘는다. 태양 질량의 0.25배 미만이면 주계열단계가 끝난 뒤 청색 왜성-백색 왜성으로, 이보다 크면 적색 거성-백색왜성으로 변할거라 생각된다.
- 오렌지색 왜성 - 태양 질량의 50%에서 80%까지의 별들로 밝기는 태양의 10~50% 수준. 대신 수명은 더 길다. 150~300억년 정도라 아직 수명이 다하지 않아 아직은 모두 주계열성이라 추정되며 주계열단계가 끝난 뒤 적색 거성-백색왜성으로 변할거라 생각된다.
- 황색 주계열성(황색 왜성) - 태양과 비슷한 크기의 황색 주계열성을 황색 왜성으로 분류하기도 한다.
2.2. 축퇴성
- 청색왜성 - 적색왜성이 수명을 거의 다했을 때 밝고 뜨거워진 천체이다. 적색왜성의 수명이 현재 우주의 나이보다도 너무 길기에 하나도 관측하지 못한, 이론상의 항성이다.
- 흑색왜성 - 백색왜성이 모든 에너지를 외부로 방출한 뒤, 완전히 식어버린 상태를 가리킨다. 백색왜성이 수백억 년의 수명을 자랑하므로, 아직 관측된 바는 없다.
2.3. 준항성천체
- 갈색왜성 - 갈색왜성들은 태양 질량의 8% 미만인 별들이며 너무 가벼워서 연속적인 수소핵융합반응을 일으킬 수 없어 항성으로 분류되지는 않는다. 중량에 따라 자체적으로 중수소나 리튬을 태울 수도 있으나, 어느 정도의 중량부터[5] 갈색왜성으로 분류할지는 미묘하다. 보통 목성질량의 13배로 분류하지만 13배가 넘어도 중수소를 태우지 못하고 궤도경사각이 작은 사례도 있어서 주로 (목성)질량, 중수소 핵융합 여부, 궤도경사각(크면 갈색왜성, 작으면 목성형 행성)을 이용해 갈색왜성을 구분한다.
3. 관련문서
[1] 하지만 아이러니하게도 태양은 항성들 중 '''큰 별에 속한다.''' 때문에 태양과 비교해서 큰 별보다는 작은 별이 압도적으로 많다. 사실 이는 어쩔 수 없는데 큰 별은 너무 빨리 사라지고(최대 30억년, 게다가 이것도 태양에 비해서 1.4~2.1배인 A형 주계열성 기준이다.) 반대로 작은 별은 압도적으로 많다.(태양보다 더 큰 별들은 기껏해야 1200개 중에 1개 꼴이다.)[2] 목성은 행성중에서는 상당히 거대한 편이지만, 아무리 작은 왜성이라도 이보다는 질량이 높다. 단, 갈색 왜성과 저질량 적색 왜성은 축퇴 현상으로 인해 오히려 목성보다 작은 크기를 가지는 경우도 있다.[3] 크기만 작을 뿐 질량은 어마어마한 중성자별이나 블랙홀은 포함되지 않는다.[4] 찬트라세카 한계라고 하며 태양질량의 1.4배 정도이다. 이 이상의 질량의 식어가는 별은 극심한 수축 후 초신성이 된다.[5] 질량 하한선을 말한다.