언젠가 모든 과학 애호가들은 칼 사간 (Carl Sagan)의 말이 끔찍한 말을 들었습니다.“우리는 스타로 만들어졌습니다.” 그러나 이것이 정확히 무엇을 의미합니까? 어마 어마한 시간과 공간에서 핵연료를 탐욕스럽게 태워 버리고 지구의 복잡한 세계를 만들어내는 데 어떻게 도움이 될 수 있을까요? “우리 DNA의 질소, 치아의 칼슘, 혈액의 철, 사과 파이의 탄소”가이 거대한 항성의 거인들의 마음에 너무나 깊숙히 뿌려 졌을까요?
놀랍지 않게이 이야기는 우아하고 심오한 영감을줍니다.
모든 별은 겸손하게 시작됩니다. 즉 거대하고 회전하는 가스와 먼지 덩어리입니다. 중력은 구름이 회전 할 때 구름이 응축되도록하여 더욱 꽉 채워진 재료로 소용돌이 치게합니다. 결국, 스타-투-베는 너무 밀도가 높고 뜨거워 져 코어의 수소 분자가 충돌하여 새로운 헬륨 분자에 융합됩니다. 이러한 핵 반응은 빛의 형태로 강력한 에너지 파열을 방출합니다. 가스가 밝게 빛납니다. 별이 태어납니다.
우리의 신생 별의 궁극적 인 운명은 질량에 달려 있습니다. 작고 가벼운 별은 핵심 별의 수소가 무거운 별보다 더 느리게 타면서 다소 희미하게 빛나지 만 훨씬 더 오래 산다. 그러나 시간이 지남에 따라 별 중심에서 수소 수준이 떨어지면 수소 융합 반응이 줄어든다. 더 적은 수소 융합 반응은 더 적은 에너지, 따라서 더 적은 외부 압력을 의미한다.
특정 시점에서 별은 더 이상 코어가 외부 층의 질량에 대해 유지하고 있던 긴장을 유지할 수 없습니다. 중력은 비늘을 기울이고 바깥 층은 코어에서 안쪽으로 튀기 시작합니다. 그러나 그들의 붕괴는 물건을 데우고, 핵심 압력을 높이고 과정을 다시 되돌립니다. 새로운 수소 연소 쉘이 코어 바로 바깥에서 생성되어 별 표면층의 중력에 대한 버퍼를 다시 설정합니다.
핵심은 저에너지 헬륨 융합 반응을 계속 수행하는 동안 새로운 수소 연소 쉘의 힘이 별의 외부로 밀려 나서 외층이 점점 부풀어 오릅니다. 별은 팽창하여 붉은 거인으로 식어 간다. 외층은 궁극적으로 중력을 완전히 벗어나 공간으로 떠 다니고 작고 죽은 코어 (흰색 왜성)를 남깁니다.
무거운 별들은 때때로 압력과 중력의 싸움에서 흔들리며, 그 과정에서 융합 할 새로운 원자 껍질을 만듭니다. 그러나, 작은 별과는 달리, 과도한 질량은 이들 층을 계속 형성 할 수있게합니다. 결과적으로 일련의 동심원이 형성되며, 각 쉘은 주위를 둘러싼 것보다 무거운 요소를 포함합니다. 코어의 수소는 헬륨을 발생시킵니다. 헬륨 원자가 서로 융합하여 탄소를 형성합니다. 탄소는 헬륨과 결합하여 산소를 만들어 내고, 그 다음 네온, 마그네슘, 실리콘과 융합하여 주기율표를 가로 질러 철로 연결됩니다. 이러한 거대한 별들은 용광로처럼 작용하여 가용 에너지로 이러한 반응을 유도합니다.
그러나이 에너지는 유한 한 자원입니다. 별의 핵심이 단단한 철제 공이되면 더 이상 에너지를 생성하기 위해 원소를 융합시킬 수 없습니다. 작은 별의 경우와 마찬가지로, 무거운 별의 핵심에서 더 적은 에너지 반응은 중력에 대한 외부 압력이 적다는 것을 의미합니다. 그러면 별의 바깥 층이 무너지기 시작하여 무거운 원소 융합 속도를 촉진하고 바깥 층을 유지하는 데 사용할 수있는 에너지의 양을 더 줄입니다. 수축하는 코어에서 밀도가 기하 급수적으로 증가하여 양성자와 전자가 너무 꽉 끼어 완전히 새로운 개체 인 중성자 별이됩니다.
이 시점에서 코어는 밀도를 높일 수 없습니다. 별의 거대한 외부 껍질 (여전히 튀어 나와 휘발성 요소가 가득 함)은 더 이상 갈 곳이 없습니다. 그들은 벽돌 벽에 충돌하는 과속 석유 장비와 같은 핵심으로 뛰어 들어 초신성이라는 괴물 같은 폭발로 폭발합니다. 이 폭발 중에 생성 된 특별한 에너지는 마침내 코발트에서 우라늄에 이르기까지 철보다 무거운 원소의 융합을 가능하게합니다.
초신성에 의해 생성 된 에너지 충격파는 우주로 흘러 들어가 무거운 요소를 방출합니다. 이 원자들은 나중에 우리와 같은 행성계에 통합 될 수 있습니다. 적절한 조건 (예 : 적절하게 안정된 별과 거주 지역 내 위치)을 고려할 때 이러한 요소는 복잡한 생활을위한 빌딩 블록을 제공합니다.
오늘날, 우리의 일상 생활은이 거대한 원자들에 의해 가능해졌으며, 오래 전부터 거대한 별들의 삶과 죽음으로 인해 만들어졌습니다. 깊은 잠에서 깨어나고, 맛있는 식사를 즐기고, 차를 운전하고, 문장을 쓰고, 덧셈과 뺄셈, 문제를 해결하고, 친구를 부르고, 웃고, 울고, 노래하고, 춤추고, 달리고, 점프 앤 플레이 – 대부분 탄소, 질소, 산소 및 인과 같은 더 무거운 원소와 결합 된 작은 수소 사슬의 거동에 의해 좌우됩니다.
다른 무거운 요소는 신체에 소량 존재하지만 그럼에도 불구하고 적절한 기능에 필수적입니다. 예를 들어 칼슘, 불소, 마그네슘 및 실리콘은 인과 함께 작용하여 뼈와 치아를 강화하고 성장시킵니다. 이온화 된 나트륨, 칼륨 및 염소는 신체의 체액 균형과 전기적 활동을 유지하는 데 중요한 역할을합니다. 철분은 적혈구에 우리가들이 마신 산소를 신체의 다른 부위로 전달할 수있는 능력을 갖춘 단백질 인 헤모글로빈의 핵심 부분을 구성합니다.
다음에 나쁜 하루를 보내고있을 때는 눈을 감고 심호흡을하고 몸과 마음을 수십억 광년 떨어진 곳, 먼 곳의 깊은 곳으로 연결하는 일련의 사건들을 생각해보십시오. 공간과 시간. 태양보다 몇 배나 더 큰 거대한 별들은 에너지를 물질로 바꾸는 데 수백만 년이 걸렸으며, 당신, 지구, 그리고 당신이 알고 사랑했던 모든 사람들을 구성하는 원자들을 만들어 냈다는 것을 상기하십시오.
우리 인간은 아주 작습니다. 그러나이 별 재료로 만들어진 분자의 섬세한 춤은 우리가 더 넓은 우주와 우리가 어떻게 존재하게되었는지 깊이 생각해 볼 수있는 생물학을 일으 킵니다. Carl Sagan 자신이 가장 잘 설명했습니다.“우리 존재의 일부는 이것이 우리가 어디에서 왔는지 알고 있습니다. 우리는 돌아 오기를 갈망합니다. 우주도 우리 안에 있기 때문에 우리는 할 수 있습니다. 우리는 스타 재료로 만들어졌습니다. 우리는 우주가 스스로를 알 수있는 방법입니다.”
