원시별 (Protostar)
쉽게 풀면
가스와 먼지 구름이 뭉쳐지기 시작했지만 아직 진짜 별처럼 핵융합을 시작하지는 않은, 별이 되어가는 중간 단계의 천체입니다. 이 단계는 짙은 가스와 먼지에 둘러싸여 있어 가시광선으로는 잘 보이지 않고, 주로 적외선 관측으로 그 존재가 확인돼요. 이 시기의 별은 아직 주변 가스구름의 고치 속에 감싸여 있어, 마치 나비가 되기 전 번데기와 같은 상태라고 볼 수 있어요.
왜 중요한가
원시별 단계는 별의 최종 질량과 원시행성계 원반의 초기 조건이 정해지는 시기이므로, 별 생성 효율과 초기질량함수의 기원을 밝히는 연구가 이 단계의 강착률과 분출 현상에 집중합니다. 두꺼운 외피에 가려 가시광으로 보이지 않기 때문에 ALMA와 JWST 같은 (서브)밀리미터·적외선 관측이 이 분야를 주도합니다. 원시별은 아직 중심 온도가 수소 핵융합을 지속할 만큼 높지 않아, 중력수축 자체에서 나오는 열(켈빈-헬름홀츠 수축)로 빛나며, 강착원반을 통해 주변 성간물질을 계속 끌어모으는 단계입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
가시광선으로는 보이지 않는 먼지에 싸인 원시별을 적외선으로 관측해 그 주변 구조를 밝혀낸 연구 결과를 설명한다.
별이 되어가는 과정에서 물질이 빨려 들어가는 동시에 양쪽으로 뿜어져 나가는 모습을 함께 관측했다는 뜻이에요.
조금 더 깊게 보면
원시별은 아직 핵융합으로 빛나는 것이 아니라 중력 수축과 강착 충격으로 에너지를 내므로 '별'이라는 이름과 달리 주계열 별과 에너지원이 다릅니다. Class 0/I/II/III 분류는 스펙트럼 에너지 분포 기울기에 따른 관측적 구분이며 진화 순서와 대체로 대응하지만, 시선 방향에 따라 같은 천체가 다른 등급으로 보일 수 있습니다. 강착은 일정하지 않고 폭발적 사건(FU Ori형 분출)이 반복되는 것으로 보이며, 이는 원시별의 광도가 정상 강착 이론 예측보다 낮게 관측되는 '광도 문제'의 유력한 설명입니다.
주의할 점
원시별은 중력수축 에너지로 빛을 내는 단계로, 중심핵에서 지속적인 수소 핵융합이 시작되는 주계열성 단계와는 에너지원이 다르다.