우리가 별의 내부로 잠수하는 목적은, 일상의 경험을 초월한 기묘한 세계를 감상하기 위해서만은 아니다. 우리의 목표는 별들이 그러한 방식으로 행동하게 만드는 내부의 작동 장치를 밝혀내는 데 있다. 표면에서 나타나는 현상을 이해하려면 다시 말해 ‘별마다 영광이 서로 다르다’는 사실을 이해하려면, 우리는 반드시 그 아래로 내려가야 한다. 곧 기관실로 들어가, 표면을 통해 쏟아져 나오는 열과 에너지의 흐름이 어디에서 시작되었는지를 추적해야 한다.
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우리는 별의 내부가 어떤 모습일지 어느 정도 그려볼 수 있다. 그곳은 원자와 전자, 그리고 에테르 파동이 뒤엉켜 소용돌이치는 아수라장이다. 흐트러진 원자들은 초당 100마일의 속도로 질주하며, 그 과정에서 본래 둘러차고 있던 전자 배열은 난투 속에서 찢겨 나간다. 떨어져 나온 전자들은 새로운 안식처를 찾기 위해 그보다 100배 빠른 속도로 달려간다. 그중 하나의 여정을 따라가 보자
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천문학은 다른 많은 과학들과 달리, 연구 대상에 직접 손을 대거나 탐침을 꽂아볼 수 없다. 우리는 수동적으로 기다리며, 그들이 보내오는 신호를 받아 해독할 수밖에 없다. 별에 관한 우리의 모든 정보는 빛의 광선을 따라 우리에게 도달한다.
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어떤 별들은 마치 등대의 간헐적 불빛처럼, 규칙적인 점과 선의 연속적으로 보내오는 듯 보인다. 물론 이를 모르스 부호처럼 번역할 수는 없지만, 정밀한 측정을 통해 우리는 그 메시지들 속에서 많은 정보를 끄집어낼 수 있다. 알골(Algol)은 이러한 ‘변광성’ 가운데서 가장 유명한 별이다.
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가장 차가운 별에서 뜨거운 별들의 계열을 따라가다 보면 칼슘 원자가 처음에는 온전한 상태로 있다가, 다음에는 한번 이온화되고, 그 다음에는 두 번 이온화되는 과정을 추적할 수 있다. 이는 온도가 높아질수록 충돌과 파괴 작용이 더욱 격렬해진다는 신호다.
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우리는 공간의 규모로 보았을 때 인간이 원자와 별의 중간쯤에 해당하는 존재라는 사실을 살펴보았다. 시간의 규모에 대해서도 비슷한 비교를 해보고 싶다. 인간의 수명은 들뜬 상태의 원자와 별의 수명 사이에서 대략 중간쯤에 놓여 있다고 말할 수 있다.
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알골이 서로 매우 가까이 붙어 있어 때때로 서로를 가리는 두 개의 별로 밝혀진 것과 달리, 델타 세페이는 스스로 맥동하는 하나의 별이다. 그것은 하나의 구체로서 약 5⅓일의 일정한 주기로 대칭적으로 부풀었다가 수축한다. 그리고 이처럼 별이 팽창하고 수축하면서 내부의 압력과 온도가 크게 변하면, 그에 따라 밖으로 쏟아져 나오는 빛도 세기가 강해졌다 약해졌다 할 뿐 아니라, 성질과 색깔 또한 함께 변한다.
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델타 세페이의 밝기 변화 주기가 하나의 별에 고유한 자유 주기라는 사실을 확인했으므로, 우리는 그것을 마치 특정한 음이 어떤 음차에 고유한 것과 같은 방식으로 그 별에 속한 것으로 받아들일 수 있다. 따라서 그것은 그 별의 물리적 상태가 일정한지, 혹은 변화하고 있는 지를 알려주는 유용한 지표가 된다.
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맨눈으로도 안도르메다 성운은 희미한 빛의 얼룩처럼 보인다. 그것을 바라볼 때 우리는 90만년 전의 과거를 보고 있는 것이다.