영상에 나온 실험기구랑 시험시간좀 알려주세요!

1. 별의 질량에 따라 내부에서 다양한 원소가 생성되는 과정

​

별의 질량에 따라 내부에서 일어나는 핵반응이 다르며, 이를 통해 다양한 원소가 생성됩니다. 별의 질량이 작으면 수소와 헬륨 핵융합 반응만 일어나지만, 질량이 커질수록 더 무거운 원소를 생성할 수 있습니다.

​

- 작은 질량 별: 수소 → 헬륨 (수소 핵융합)

- 중간 질량 별: 헬륨 → 탄소, 산소, 네온 등 (헬륨 핵융합)

- 큰 질량 별: 탄소, 산소 → 규소, 황, 철 등 (탄소/산소 핵융합)

​

철보다 무거운 원소는 초신성 폭발 시 중성자 포획 과정을 통해 생성됩니다. 초신성 폭발 때 발생하는 고밀도, 고온 환경에서 중성자가 철 핵에 포획되어 납, 우라늄 등의 무거운 원소가 만들어집니다.

​

2. 주계열성 별의 중심부 핵융합 반응 조건과 과정

​

주계열성 별의 중심부에서는 수소 핵융합 반응이 일어납니다. 이 반응이 진행되려면 다음과 같은 조건이 필요합니다.

​

- 높은 온도: 약 1천만도 이상 (수소 핵 사이의 전기적 반발력 극복)

- 높은 밀도: 중심부 밀도 약 100g/cm^3 이상

​

이러한 조건에서 주된 핵융합 반응 과정은 프로톤-프로톤 반응 사이클입니다.

1) 2개의 수소 원자핵(프로톤)이 충돌하여 중수소 원자핵, 양전자, 중성자를 생성

2) 중수소 원자핵과 다른 수소 원자핵이 충돌하여 헬륨-3 원자핵을 생성

3) 2개의 헬륨-3 원자핵이 충돌하여 헬륨-4 원자핵(알파 입자)와 2개의 수소 원자핵을 생성

​

이 과정에서 질량 결손에 의해 에너지가 방출되며, 이것이 별의 에너지원이 됩니다.

​

3. 주계열성에서 별의 크기가 일정한 이유

​

주계열성은 수소 핵융합 반응을 통해 에너지를 방출하는 평형 상태입니다. 이때 별의 크기는 중력과 기체 압력 사이의 균형을 이루어 일정하게 유지됩니다.

​

- 중력: 별의 질량에 의해 내부로 수축하려는 힘

- 기체 압력: 핵융합에 의해 발생하는 에너지로 인한 외부로 팽창하려는 힘

​

주계열성 내부에서 중력과 기체 압력이 정확히 균형을 이루면, 별의 크기는 변하지 않고 일정하게 유지됩니다. 만약 이 균형이 깨지면 별은 수축하거나 팽창하게 됩니다.

​

따라서 주계열성에서는 중력과 기체 압력의 완벽한 균형으로 인해 일정한 크기를 유지할 수 있습니다.