- 관련 문서 : 적색 거성
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1 개요
별의 생애를 나타낸 사진.
적색 초거성은 일반적으로 질량이 태양의 8배 이상에서 25배까지의 거대한 별이 중심핵에서 수소를 다 태우고 말년에 나타나는 단계이다. 넓게 보면 5배 이상의 경우도 초거성으로 보기도 하지만 이정도 질량으로는 초신성이 되기보다는 백색왜성이 되기 때문에, 적색 거성으로 보는 경우가 일반적이다. 생애를 마치고 적색 초거성이 된 별은 중심핵에 철을 생성하고 초신성폭발을 하게 된다.
참고로 태양은 이에 미치지 못하기 때문에 적색 거성단계에 머무를 것이다.
2 특징
적색 초거성은 이미 생애의 마지막이다. 따라서 수명은 불과 100만~500만년 정도로 매우 짧으며 뭐?질량에 비해 부피가 엄청나게 불어나, 보통 태양 반지름의 700~1500배에 이르는 덩치를 보여준다.
분광형은 K, M이므로 표면온도는 2500~5273K의 온도 분포를 보여준다.
수소를 모두 태우고 더 이상 태울 연료가 없어 중심핵은 수축하고 크게 부풀게 된다. 이후 헬륨을 태우면서 부푸는 것을 멈추고 일시적으로 황색 초거성이나 분광형 B 하위권의 청색 초거성으로 거치게 된다. 헬륨이 고갈되면 본격적으로 크게 부풀어 적색 초거성이 되는데 태양 질량의 20배의 별의 경우 이 때 태양의 1200~1500배의 지름을 보여준다.
다만 적색초거성은 질량에 비해 너무나 크게 부풀기 때문에 모양을 둥근 형태를 유지못하고 울퉁불퉁한 구 형태를 유지하는데 밀도가 극도로 낮고 질량 방출이 매우 심하기 때문이다. 참고로 적색초거성의 밀도는 적색거성이나 청색거성보다 훨씬 낮은 우주에 있는 천체들 중에서 가장 밀도가 낮은 천체에 속한다. (성간 물질 제외)
탄소는 쉽게 타지 않기 때문에 탄소를 태우기 위해 별 내부는 극도로 압축되며 중심핵 바깥쪽의 껍질 융합은 엄청나게 격렬하므로 엄청나게 거대하게 부푼다. 이런 과정에서 탄소 핵융합이 매우 격렬하기 때문에 핵융합 후반에 연료 고갈로 핵이 수축할 때 더욱 더 격렬한 내부 핵융합으로 자신의 질량을 한껏 날리게 된다. 이로 인해 초신성이 되는데 청색 초거성이나 황색 초거성 상태 단계를 밟는 경우도 생긴다. 즉 청색 초거성이나 황색 초거성은 내부에 헬륨을 태우는 단계일 수도 있지만 탄소와 혹은 그 이상의 단계를 밟는 별일 수도 있다는 뜻이다.
적색 초거성이 마지막 생애를 마치고 폭발하면 초신성이 되어 남은 에너지를 방출한 뒤 중성자별이 된다.
다만 질량이 태양의 25배가 넘는 별들은 질량방출로 인한 항성풍이 대단해서 적색 초거성 단계를 밟을 정도로 표면온도가 내려가지 않으며, 적색 초거성으로 단계를 밟는다 하더라도 매우 짧게 밟는다. 거의 청색 혹은 황색 초거성 상태로 노년을 보내다가 말년에 울프-레이에 별 단계를 거치게 된 후 초신성 폭발 후 태어났을 때 중원소 함유량이 매우 낮은 별들은 블랙홀로, 중원소 함유량이 비교적 높은 별은 중성자별로 변한다. (우리 태양의 중원소 함량과 동일한 별이 블랙홀로 변할려면 태양 질량의 28배가 되어야 한다.)