항성

 항성은 붙박이별이라고도 하며, 막대한 양의 고체, 액체, 기체에 이어 4번째 상태로 원자핵과 자유전자가 따로따로 떠돌아다니는 상태인 플라스마가 중력으로 뭉쳐서 밝게 빛나는 납작한 회전 타원체 형의 천체이다. 흔히 별이라고 부른다. 또한 지구에서 가장 가까운 항성은 태양으로, 지구 상의 에너지 대부분을 공급하고 있다. 지구에서 두 번째로 가까운 항성은 프락시 마이다. 프록시마는 센타우루스 자리 프록시마 또는 프록시마 센터우리라고 하며, 남반구 하늘의 센타우루스 자리 방향으로 지구로부터 약 4.244 광년 떨어진 곳에 있는 저질량 항성이다. 지구에서 다른 별을 밤하늘에서 볼 수 있는데 낮에는 태양 빛에 가려서 보이지 않는다. 항성은 그 중심부에서 일어나는 물리학에서 핵분열과 상반되는 현상으로 두 개의 원자핵이 부딪혀 새로운 하나의 무거운 원자핵으로 변환되는 반응인 핵융합 반응으로 풀려나는 에너지가 내부를 통과하여 방출되면서 빛을 내게 된다. 우주에서 수소와 헬륨보다 무거운 물질 대부분은 항성의 내부에서 만들어졌다.

 항성들을 특정 기준에 따라 구별하는 것을 의미하는 항성 분류 중 분광형 및 발기와 우주 공간에서 고유 운동을 통하여 항성의 질량과 나이, 화학적 조성 등을 알아낼 수 있다. 고유 운동은 한 항성이 시간의 경과에 따라 천구 위에서 위치를 바꾸는 것을 말한다. 고유 운동은 각속도로 표시되며, 지구 상 관측자의 시선과 직각 방향의 값이 된다. 이 중에서도 그 항성 진화 및 운명을 결정하는 가장 중요한 요인이다. 항성 진화는 별의 진화라고 하며, 항성의 일생에 걸쳐 일어나는 변화 과정을 말한다. 별의 일생을 결정하는 가장 중요한 변수는 질량이다. 질량 외에도 항성의 특징을 결정하는 요인에는 진화 과정과 자전 주기, 반지름, 고유 운동, 표면 온도 등이 있다. 항성의 밝기와 표면 온도를 기준으로 항성의 분포를 나타내고 있으며, 헤르츠스프룽 러셀 도표를 통하여 특정 항성의 나이와 진화 단계를 알 수 있다. 항성은 헬륨 및 수소, 기타 중원소로 이루어진 성간 구름이 붕괴하면서 탄생한다. 성간 구름은 성간물질이라고 하며, 은하 내의 항성 사이나 항성 바로 근처에 존재하는 물질이나 에너지를 나타낸다. 성간 매질은 천체물리학에서 중요한 역할을 하는데, 특히 항성과 은하 사이에서 중요한 역할을 한다. 태양의 중심부에서 태양 반경의 20퍼센트 정도 되는 범위에 해당하는 태양 핵이 충분히 뜨거워지면 수소 중 일부가 핵융합 작용을 통하여 헬륨으로 전환되기 시작한다. 나머지 수소 물질은 대류 및 복사 과정을 통하여 태양 핵에서 생성된 복사 에너지를 바깥쪽으로 옮긴다.

 항성은 내부에서 바깥쪽으로 작용하는 전자기파에 노출된 물체의 표면에 가해지는 압력인 복사압과 자체 중력이 균형을 이룬 상태에 있다. 태양 핵에 있는 수소가 모두 없어지면 태양 질량의 0.4배가 넘는 항성은 적색 거성으로 진화한다. 적색 거성은 헤르츠스프룽 러셀 도표에 따른 항성 분류에서 작거나 중간 정도의 질량을 가진 밝고 거대한 별이다. 이 단계에서 항성은 여러 중원소를 태양 핵과 태양 핵 주변에서 태우게 된다. 항성은 생의 마지막에 자신이 지닌 질량을 우주 공간으로 방출하며 물리학에서 두 개 이상의 물리 상태가 같은 에너지를 가지고 있는 축퇴된다. 방출된 물질은 이전보다 중원소 함량이 더 많으며, 이는 새로운 별을 탄생시키는 재료로 재활용된다. 단독성은 다른 항성과 중력적으로 묶여 있지 않고 홀로 고립된 항성이다. 우리의 태양은 대표적인 단독성이다. 이와 달리 두 항성이 공통의 질량중심 주위로 공전하는 항성계인 쌍성 또는 연성은 두 개 이상의 항성이 중력으로 묶여 있는 구조로, 보통 질량 중심을 기준으로 안정된 궤도를 형성하면서 공전한다. 다중 성계는 상대적으로 가까운 궤도를 그릴 경우 상호 작용하는 중력으로 인하여 항성 진화 과정에 큰 영향을 미칠 수 있다. 별자리 또는 성좌는 천구의 밝은 별을 중심으로 지구에서 보이는 모습에 따라 이어서 어떤 사물을 연상하도록 이름을 붙인 것이다. 고대 바벨론 제국 시대에 이미 존재했던 것으로 보인다. 옛날 하늘을 관찰하던 사람들은 별이 특정한 모양으로 배치되어 있음을 보고 이를 자연물이나 신화 속 등장인물과 연결했다. 이들 별자리 중 황도 근처에 있는 12개는 점성학의 기본 요소가 되었다. 많은 별은 아랍어와 라틴어 이름을 가지고 있다. 태양이나 특정 별자리처럼 별은 각자 고유의 신화를 가지고 있다. 별은 신의 영혼으로 여겨졌다. 대표적으로 알골은 고르곤 메두사의 눈을 상징하는 존재였다. 알골은 페르세우스자리에 있는 별로 가장 처음으로 발견된 식쌍성이자 잘 알려진 변광성 가운데 하나이다. 17세기 별자리의 이름을 구역 안의 별 이름 앞에 붙였다. 독일 천문학자인 요한 바이어는 밤하늘의 항성이나 별자리를 평면 위에 나타낸 그림인 성도를 만들고 각 별자리 구역 내에 있는 별의 밝기 기분으로 그리스 문자를 붙였다. 그 뒤 영국 천문학자 존 플램스티드는 아라비아 숫자를 이용하여 플램스티드 명명법을 개발하였다. 플램스티드 명명법은 바이어 명명법과 비슷하나, 그리스 문자 대신 아라비아 숫자를 사용한다. 이후 항성의 위치와 분광형, 시차, 위치 등의 값과 특성을 기록한 천체 목록인 성표가 작성되면서 다양한 항성 목록 분류법이 개발되었다. 오늘날 과학계에서는 항성 또는 기타 천체에 이름을 붙일 권한이 있는 기관은 국제 천문 연맹이다. 국제 천문 연맹은 천문학의 박사 학위를 가진 천문학자들이 모인 국제적 협회로, 천체의 명칭을 부여하는 국제적으로 인정된 기관의 역할을 하고 있다. 현재 여러 기업체가 돈을 받고 별에 이름을 지어 붙이는 업무를 하고 있지만 과학계에서는 인정받지 못하고 있다.