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| 주계열성 | 초대질량 항성 (쿼시 별) | ||||||||||||
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1. 개요
신성(新星, nova)은 희미한 상태에 있다 갑자기 환하게 밝아지는 별을 말한다.전통적으로 '신성'과 '초신성'은 모두 빛나는 현상이 마치 새로운 별이 태어나는 것처럼 보이기 때문에 신성(nova, 새로운)이라는 명칭이 붙었다. 이와 유사하게 한자문화권에서도 손님 객(客)자를 써 객성(客星)이라고 기록한 표현이 반고의 《한서》등에 남아 있다. 그러나 관측 기술의 발전으로 이 천문 현상은 별이 태어나는 것이 아니라, 수명이 다한 별이 폭발하며 엄청난 에너지를 내뿜는 것이라는 사실이 밝혀지게 되었다.
최대 절대 등급은[1] －7등 정도이며 그 후의 감광은 완만하여 밝기가 1/10이 되는 데는 수일 ~ 수년이 걸린다. 밝기가 증대하고 있는 중에는 보통의 흡수 스펙트럼을 볼 수 있지만 최대 광도에 도달하고 나서 수시간 ~ 수일 후에는 고도로 이온화한 원자의 강한 스펙트럼이 나타난다.
2. 원인
연성계 중에서도 근접 쌍성계, 그 중에서도 적색 거성과 백색왜성이 쌍을 이루는 곳에서 발생하는 것으로 추측하고 있다. 정확히 밝혀진 것은 아닌데 지금까지 확인된 신성들의 경우 대부분 이 조건을 만족하기 때문에 옳은 주장으로 판단하고 있다.적색거성은 수소 핵융합 반응의 부산물인 헬륨의 비중이 높다보니 상태가 불안정해져 팽창하려는 힘과 중력으로 인해 수축하려는 힘의 균형이 맞지 않는 경우가 대부분이다. 그러다보니 열심히 팽창을 하다보면 인근 백색 왜성의 중력권[2]까지 팽창을 하게 되는데[3] 이 때 백색왜성이 팽창한 적색 거성의 외부 물질들을 빨아들이게 된다. 이러한 물질들이 계속 축적되다보면 백색 왜성이 불안정상태에 놓이면서 수소와 헬륨 등 핵융합이 재개되어 핵 폭발을 일으키게 되는데 그로 인해서 고온의 가스와 함께 상당한 에너지를 방출하게 된다.
이 영향으로 밝기가 급격하게 밝아지게 되는데 사람들이 보기에는 마치 새로운 별이 탄생한 것처럼 보인다. 하지만 일시적인 에너지의 과포화로 발생한 현상이기 때문에 일정한 시간이 흐르고 나면 백색왜성은 안정을 되찾게 되고 서서히 어두워지기 때문에 다른 사람들이 보기에도 별이 사라진 것처럼 느껴지게 된다. 이와 같은 과정은 적색 거성이 그 수명을 다하거나 백색왜성의 질량이 충분히 증가해 중성자별이 될 때까지 계속된다.
요약하면 핵융합이 멈춘 어두운 백색왜성과 적색거성으로 이루어진 쌍성계에서 크게 팽창한 적색거성의 수소와 헬륨 등 가스들이 백색왜성의 강력한 중력에 이끌려 백색왜성에 축적된다. 백색왜성에 쌓인 가스가 일정한 양을 넘으면 가스들이 다시 핵융합 반응을 일으키기 시작해 백색왜성이 다시 주계열성처럼 다시 밝게 빛나게 되는데 그 밝기가 이전의 적색거성의 밝기보다 월등히 밝아서 멀리서 보면 마치 어둡던 적색거성이 엄청나게 밝아진 것처럼 보인다. 축적된 가스들이 모두 핵융합으로 소모되면 별은 다시 어두워져 원래 밝기로 돌아간다. 이런 현상으로 적색거성이나 백색왜성 자체는 폭발해서 사라지거나 하지 않기 때문에 이런 현상은 보통 수백 년이나 수십 년 주기로 반복적으로 나타나는 경우가 많아 사람들이 관측하기에는 갑자기 밝은 별이 나타난 것으로 보이는 것이다. 핵융합이 끝난 잔해는 백색왜성에 점차 흡수되어 백색왜성이 더욱 크고 무거워지게 된다.