슈바르츠실트판정 (Schwarzschild Criterion)
한 줄 정의: 별의 한 층에서 대류가 일어날지 여부를 온도 기울기 비교로 판정하는 기준입니다.
쉽게 풀면
별 내부의 어떤 층에서 기체 덩어리를 살짝 위로 올려 봅시다. 올라간 덩어리가 주변보다 가벼우면 계속 떠올라 대류가 시작되고, 무거우면 제자리로 돌아와 층이 안정합니다. 슈바르츠실트판정은 이 판단을 실제 온도 기울기와 단열 온도 기울기를 비교하는 방식으로 정리한 것입니다. 실제 기울기가 단열 기울기보다 가파르면 대류가 일어납니다.
왜 중요한가
별 내부 어디가 대류층이고 어디가 복사층인지를 가르기 때문에, 핵융합 연료가 얼마나 잘 섞이는지와 별의 수명 자체를 좌우합니다. 태양의 바깥층이 대류를 하는 이유, 무거운 별이 중심부에 대류핵을 갖는 이유가 모두 이 판정으로 설명됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"모형 계산에서 슈바르츠실트판정을 적용한 결과 질량비 0.3 안쪽이 대류핵으로 나타났다."
조금 더 깊게 보면
불투명도가 크거나 에너지 생성이 중심에 강하게 몰려 있으면 복사만으로 에너지를 다 나를 수 없어 실제 기울기가 가팔라지고 대류가 발생합니다. 화학 조성이 층마다 다른 경우에는 조성에 의한 밀도 차이를 함께 고려하는 레두 판정을 써야 하며, 두 기준이 다른 답을 주는 영역에서 반대류 같은 미세 혼합 현상이 논의됩니다. 판정의 미세한 차이가 대류핵의 크기와 별의 수명 추정을 눈에 띄게 바꿉니다.
주의할 점
이름은 같은 연구자에서 왔지만 슈바르츠실트반지름과는 전혀 다른 개념입니다. 하나는 블랙홀의 경계 크기, 다른 하나는 항성 내부 대류의 판정 기준입니다.