d라이브러리

하늘에서 가장 밝은 별은 시리우스, 즉 천랑성(天狼星)인데 이별은 희고 뜨거운 다이아몬드처럼 빛난다. 보통 천랑성과 같은 별은 그 색깔이나 밝기에 변함이 없다. 그런데 고대와 중세기시절에 천랑성이 자주 '붉다고' 표현됐던 것은 꽤나 놀랄만한 일이다.

도대체 어떻게 천랑성이 붉었다는 말인가?

사실 여기엔 여러 가능성이 존재한다. 따지고보면 천랑성은 이중성이고 두별중의 하나인 천랑성B는 백색왜성(矮星)이다. 백색왜성은 평범한 별로 시작됐다가 적색거성으로 확장된다. 그리고 이 적색거성은 백색왜성으로 다시 붕괴된다.

따라서 천랑성B가 적색거성으로 확대됐고 바로 그 이유 때문에 천랑성이 붉게 보인 것이라고 가정해 볼 수 있다.

그러나 이러한 가정은 타당성이 없다. 천랑성B는 천랑성으로부터 꽤 멀리 떨어져있어 붉게 변하더라도 흰 천랑성에 영향을 미치지 못하기 때문이다. 뿐만아니라 별이 적색거성이 됐다가 붕괴되면 흔히 수천년동안 남아있을 구름같은 것을 만든다. 그런데 이러한 구름이 보이지 않으며 따라서 만약 천랑성B가 적색거성으로 있다가 백색왜성으로 붕괴되었다면 아마도 수천년전 일이었을 것임이 분명하다.

두번째 가능성은 천랑성A와 B 둘 다 가스구름에 둘러싸여 희미하게 보이면서 붉게 나타나도록 만들어졌다는 것이다. 그러나 이런 가스구름 역시 수천년 동안 존재했어야만 하는데 지금은 현존하지 않는다는 사실은 그와같은 상황도 부정하게 만든다.

그렇다면 또 하나의 가능성도 상정해 볼 수 있다. 천랑성은 고대 이집트 시대에는 하늘에서 보이는 것 자체가 특별하게 취급되던 별이었다. 제사장들은 천랑성이 지평선에 처음 나타나는 것을 관찰하곤 했다. 그리고 그별이 그런 식으로 시야에 나타날때면 지평선의 안개와 더불어 붉게 보였던 것이다. 따라서 천랑성은 붉은 별로 여겨졌다.

나아가, 물론 중세기 천문학자들이 천랑성을 붉다고 이야기했던 사실 역시 오류였을 가능성이 높다. 그들이 보았던 것은 천랑성만큼 빛나며 훨씬 붉은 아크투루스였을는지도 모른다.

중세기의 대천문학자들은 중국인들이었다. 그들은 천랑성을 포함한 별들의 색깔이 변하는 이유를 따져보았는데, 그러나 그 이유들은 점성술에 근거를 둔 것이었다. 중국인들은 우주가 별들에 의해 움직인다는 식의 점성술적 사고를 가졌으므로 순서를 뒤바꿔 본 셈이었다. 즉 세상에 발생하는 사건들을 보고 이들이 별들에 의해 좌우된 것이라는 해석을 내리는 것 대신에 중국인들은 천상의 변화를 살펴본 후 이 해석에 따라 지구상의 만물이 움직인다고 생각했던 것이다.

그렇지만 천랑성은 흰색이었고 그런 견지에서 이별에 어떤 변화는 없었다고 분명하게 지적하는 중국서적들도 있다.

이는 별들의 색깔이 변하지 않았다는 것이 아니다. 사실 이떤 별들은 변하곤 한다. 가령 어떤 적색거성들은 고동치듯이 떨면서 보통 때에 비해 어떨 땐 더 커지고 더 붉어진다. 이러한 유형의 별로 가장 잘 알려진 것은 오리온 자리의 베텔기우스이다. 또 다른 별은 고래자리의 미라별이다.

그러나 이 경우에도 색깔의 변화는 미미하며 흰 것이 붉게 변했다고 말할 수는 없다.

또한 별들 중에는 색깔은 변하지 않지만 밝기가 달라지는 것들이 있다. 페르세우스 자리의 알골이라 불리는 별은 주기적으로 점차 희미해지다가 다시 밝아지다가 한다. 알골은 이중성으로서 하나가 다른 하나보다 훨씬 크고 희미한 것이 명백하다.

주기적으로 희미한 별이 밝은 별 앞으로 움직이면 알골의 명도는 낮아진다. 일정 기간이 지나면 희미한 별이 계속 이동함에 따라 다시 밝아지는 것이다. 이는 '식(蝕) 변광성'이라 불리며 이러한 별들은 많다. 또 어떤 별들은 이렇게 가리거나 하는 일과 관계없이 점점 희미해졌다가 다시 밝아지곤 한다. 이 별들은 그냥 떨리면서 크면 희미해지고 작아지면 밝아지는 것들이다. 이들은 '케페이드 변광성'이라고 한다. 이 별들은 아주 중요한데 그 이유는 은하계의 거리를 측정하는데 활용할 수 있기 때문이다.

마지막으로 실질적으로 붉은 별들이 있다. 사실 대다수의 별들은 붉다. 또한 작고 희미하다. 얼마나 작은지 그 표면의 온도가 2천도밖에 안되는 에너지를 가지고 있을 뿐인데 이는 우리태양의 5천7백도와 비교되는 것이다. 이 별들이 '적색왜성'이며 약4분의3에 이르는 모든 별들은 적색왜성인 것이다.

적색왜성에 생물체가 있을 가능성은 희박하다. 그러러면 태양과 같은 별이 필요한데 우리 은하계의 10퍼센트만이 태양과 유사할 뿐이다.

참고로 천랑성은 우리 태양보다 너무 크고 밝아 이 역시 생명체를 지원하지는 못한다. 여기서 한가지 이야기 하고 싶은것은 천랑성은 앞으로도 10억년이상 '주(主)계열'에 속하지 않으리라는 것인데(대부분의 별들은 절대광도와 표면온도의 관계를 그린 도표상의 주계열에 속한다) 이는 태양의 1백억년 기간과 비교되는 것이다.

THE COLOR OF SIRIUS

The brightest star in the sky is Sirius and it shines like a white-hot diamond. A star like Sirius does not generally change its color and its brightness, so it is rather surprising that in ancient and medieval times, it was frequently described as "red."
How was it possible for Sirius to be red?

There are, actually, several possibilities. After all, Sirius is a binary star-it consists of two stars and one of them, Sirius B, is a white dwarf. A white dwarf starts out as an ordinary star that expands into a red giant. The red giant then collapses into a white dwarf star.

One can suppose, then, that Sirius B expanded into a red giant and that is why Sirius appeared red.

This is not, however, considered reasonable. Sirius B is sufficiently far from Sirius itself so that when it turned red, it would not affect the whiteness of Sirius. Besides this, when a star becomes a red giant and then collapses, it usually produces a cloud of material that would be visible for thousands of year. Such a cloud is not visible, so that if Sirius B expanded to a red giant and then collapsed to a white dwarf, that would have taken place many thousands of years ago.

A second possibility is this: It may be that Sirius and Sirius B are both surrounded by a cloud of gas that dims their appearance and makes them appear red. However, such a cloud of gas would also exist for thousands of years and the fact that it is not present now would alter the entire situation.

Then, there is still another possibility. Sirius was, in ancient Egyptian times, considered to be a special star whose appearance in the sky was of great importance. The priests would watch for its first appearance at the horizon. When it did appear at the horizon, it would be seen through the horizon-fog and it would then appear red. It was therefore viewed as a red star.

Then, of course, the fact that medieval astronomers spoke of Sirius as red may well be an error. They may have actually viewed the star Arcturus, which is nearly as bright as Sirius and which is distinctly redder.

The great astronomers of medieval times were the Chinese. They refer to the change in color of stars, including Sirius, but their reasoning is based on astrology. The Chinese felt the universe to be astrological, to be guided by the stars, and they therefore turned things around. Instead of noting the events of the world and deciding that they were run by the stars, the Chinese invented changes in the heavens and then decided that things on Earth were happening in accordance with that.

However, there are Chinese books that definitely describe Sirius as white and as possessing no change in that respect.

This not to say that stars never change their color-some do. There are stars that are red giants aid that pulsate so that they are sometimes larger, and redder, than they are at other times. The most familiar star of this kind is Betelgeuse in the constellation Orion. Another is the star Mira in the constellation of Cetus.

Here, though, the change is small and is by no means a shift from white to red.

Then, too, there are stars that do not change their color, but do change their brightness. There is a star called Algol in the constellation Perseus that grows dimmer and then grows brighter in a fixed pattern. Apparently, Algol is a double star, and one of the stars is much larger and dimmer than the other.

Periodically, the dim star moves in front of the bright one and then the brightness of Algol diminishes. After a while, the dim star moves on and the brightness returns. This is an "eclipsing variable" and there are a number of such stars.

There are also stars that grow dimmer and brighter that do not involve eclipses. They are stars that simply pulsate and that grow larger and dimmer and then grow smaller and brighter. They are called "Cepheid variables." These are particularly important because they can be used to measure the distance of galaxies.

Finally, there are stars that are indeed red. In fact, the great majority of stars in the heavens are red. They are small stars and are of dim brightness.

They are so small that they can only work up enough energy to have a surface brightness of 2,000 degrees-as compared with our sun's 5,700 degrees. These are "red dwarfs" and about three--quarters of all stars are red dwarfs.

It is not at all likely that red dwarfs can support life. For that you need a sun-like star, but only 10 percent of the stars in our galaxy are sun-like.

Sirius, incidentally, is considerbly larger and brighter than our sun and it can't support life, either. For one thing, it sould not remain on the "main sequence"(the majority of stars fall into the "main sequence" category on a diagram that measures stars' absolute magnitude and surface temperature) for more than a billion years or so as compared with the sun's 10 billion.

(C) 1991, Los Angeles Times Syndicate