제가 안그랬어요....죄송~ 후다닥~

(언제적 유머냣 !)

이건 물리 뒷부분이나 화학 공부하면 나오는 건데요.

어떤 물질이 일정한 화학반응을 하면 딱 그만큼의 스펙트럼이 나옵니다. 예를 들어 가장 대표적인 별들의 핵융합 과정인

수소 핵융합의 경우 질량의 손실분이 딱 xxx  메가쥴 만큼 나온다고 합시다. 그럼 그 xxx 메가쥴에 해당하는 

전자기선이 방출됩니다. 실제로, 나트륨(소금)을 불태울 때 노란 불꽃이 일어나며, 이를 분광기로 관측을 하면 

딱 띄엄띄엄 나눠진 영역만 띠로 보여지는 걸 관측할 수 있습니다. 핵융합의 경우 그 에너지가 지극히 높기 때문에 

그 빛은 자외선이 될 수도 있고 가시광선이 될 수도 있습니다. 또한 열에 의해 스스로 나오는 자외선도 있고, 

별 내부의 반응은 수소 핵융합만이 아니라 헬륨 핵융합도 있고 각종 별 반응이 다 있습니다. 

그렇게 다 모으면 거의 모든 스펙트럼을 채우게 되지만, 그래도 일부 빈 공간이 존재하게 됩니다.

그 이후 핵융합을 하는 과정에 들어간 별들은 금방 적색거성이 되고 터짐 ... 수명이 수천분의 일 밖에 안합니다.

이걸로 별 색깔이 달라지게 되며 별 색깔로 별의 수명, 나이, 크기를 유추할 수도 있지요. (주계열성) 

오래된 별일수록 스펙트럼을 가득 채우게 되지만 별들의 거의 대부분이 수소와 헬륨 핵융합만 하기 때문에

대부분의 은하단에서 방출하는 빛은 수소와 헬륨 핵융합만 관측되고 이 후는 우리 은하계의 별들이 대부분이라고

보면 됩니다. 물론 실제로는 더 복잡합니다...

그리고, 이 누락된 검은 띠가 우리 은하계에서 멀리 있는 성운일수록 도플러 효과로 인해 적색 편이 되는 걸

허블이 발견한 겁니다. 물론 우리 은하계에 가까이 오고 있는 은하는 청색 편이가 되구요. 우리 은하계의

모든 별들은 은하에 꽉 잡혀(?) 있기 때문에 적색편이가 외부 은하에 비해 매우 약합니다.

이건 고등학교 물리 II 가면 자연스럽게(?) 배우게 되구요. 안배우더라도 천문학에 관심 있다면 저같이

중학교 쯤에 알게 됩니다.

은하마다 같은 검은 띠가 생기는 것이라기 보다는.. 물질에 따라 생기는 검은띠가 달라서 (물질마다 한개의 검은 띠를 만드는게 아니라 어떤 조합의 검은 띠를 만든다고 보시면 됩니다. 예로 드신 나트륨도 마찬가지) 검은 띠의 분포를 보면 어떤 물질을 갖고 있는지를 알 수 있는데.. 그 물질이 만드는 검은 띠가 맞기는 한데.. 위치가 파란 쪽으로 밀리는지 빨간 쪽으로 밀리는지를 보게 된다는 얘기겠죠.

이게 아주 심해지면 별빛 자체가 빨갛게 밖에 보이지 않을 수도 있지만, 별 빛 자체가 파란 별도 있고 빨간 별도 있어서 색깔만 가지고는 얘기할 수 없지만, 이 검은 띠의 분포는 물질에 따라 지문처럼 정해져 있는 것이라 어느 색깔에 있어야 하는지 미리 알고 있는데, 이게 정해진 위치에 있지 않고 밀리면.. 아 이 별은 멀어져가고 있구나.. 그리고 한걸음 더 나아가면 얼마나 밀리는가를 보고 멀어져가는 속도도 계산하고.. 그걸 바탕으로 거리도 계산할수 있다죠.

사실 검은띠 라고 얘기하지만 그게 밝은띠가 될 수도 있습니다. 그냥 물질의 특성이라.

조금 정리해서 다시 써봅니다.

스펙트럼 천문학은 20세기에 천문학이 가장 큰 진보를 이루게 된 계기입니다. 그전까진 수백만 광년 넘어에 있는

은하를 측정할 방법이 전무했는데, 이것으로 수십억 광년 넘어 있는 별이나 은하의 성분이나 구성요소를

유추할 수 있게 되었으니까요. 

어떤 물질이 연소하거나 반응을 하여 전자궤도가 떨어질 때, 그 에너지에 해당하는 전자기파가 발생하게 됩니다.

원자를 맴도는 전자는 한 궤도에 가만히 있는게 아니라 마치 양파처럼 겹겹히 둘러쳐져 있는 궤도 '로만' 

움직입니다. 전자의 에너지 (운동속도?) 가 느릴 땐 원자 근처에서 빌빌 거리고, 전기가 통한다든지

복사 에너지 등으로 에너지를 받아 속도가 빨라지면 점점 원자를 생까고 바깥 궤도에서 돌아다니다가

뛰쳐나갈려고 합니다. 근데, 궤도가 정해져 있기 때문에 딱 그만큼, 혹은 그 이상의 에너지를 받아야만

전자가 궤도를 변경할 수 있습니다. 예를 들어 4번째 궤도에서 5번째로 나갈려고 할 때 필요한 에너지가

100 이라 하면, 아무리 99 만큼의 에너지를 줘도 전자는 궤도에서 벗어나지 않으며, 딱 100이나 100 이상의

에너지를 주입해야만 전자가 궤도를 변경하게 되는 겁니다. 이때 전자의 운동속도만 빨라지고 방출하거나

하는 건 없죠. 

하지만 전자의 궤도가 떨어질 때 ,전자의 운동에너지는 전자기파의 형태로서 방출됩니다.

아까 5 궤도에서 4 궤도로 내려갈 때, 딱 100 에너지 만큼의 에너지가 남아돌게 됩니다. 하지만 이 세상은

에너지가 사라지거나 생성할 수 없으므로 어딘가로 방출되어야 하는데, 이것이 바로 전자기파가 되는 겁니다.

근데, 이 전자기파는 딱 100 의 에너지에 해당하는 주파수 (에너지) 를 가지게 됩니다. 아무리 장난질쳐도

절대 99 나 101 에 해당하는 전자기파가 나올 일은 없습니다. 

가장 간단한 수소 원자라 하더라도 몇개의 궤도를 가지고 있으며, 만약 가장 간단한 2->1 궤도로 줄었을 때

우리들은 전자기파 스펙트럼 중 오직 딱 1 개 영역에 해당하는 부분만 선명히 빛을 발하는 걸 관측할 수 있습니다.

만약 5->1 로 한번에 건너뛸 경우, 오직 4종류의 스펙트럼을 관찰할 수 있게 되지요.

이런 과정을 통해, 물체가 연소하거나 혹은 핵분열, 핵융합 할 때에 매우 특정한 스펙트럼이 발생하게 됩니다.

또한 108 원소가 전부 순수한 고유 스펙트럼을 가지고 있지요. 한마디로 말해서, 지문입니다.

그래서 소금(나트륨)이 불탈 때의 스펙트럼을 보고 그거랑 동일한 스펙트럼 패턴을 보이는 볓의 빛과 비교해서, 

"이 별은 나트륨 원자가 연소되고 있거나 나트륨 핵융합 과정에 들어가 있다" 라고 결론을 내릴 수 있습니다.

그런데 문제는 몇몇 별이 다른 스펙트럼을 가지고 있습니다만 분명 수소 핵융합 반응을 일으키고 있는 것이

분명하단 말이죠. 거기다, 마치 살짝 손가락을 옆으로 옮겨놓은 것처럼 지문 모양은 그대로인데 한칸씩

옆으로 옮겨진 겁니다. 빛(전자기파)도 도플러 효과의 영향을 받기 때문에 스펙트럼이 간격은 동일하되 몇칸씩 밀리는

일이 벌어질 수 있습니다. 따라서, 붉은 색으로 치우쳐진 별은 지구로부터 멀어지고 있다고 유추해낸 겁니다.

그러다 보니 안드로메다 은하를 측정해보니 엄청난 속도로 적색편이가 되고 있는 것을 알아낸 거지요.

또한 평소에 붉은 적색거성이라고 생각되던 별도 실은 더 멀리에 있는 커다란 은하였고 말이죠.

더 많은 별과 은하가 발견되었고, 이는 빅뱅 이론의 셸든으로 연결됩니다. (응?)

따라서, 스펙트럼은 천문학에서 엄청나게 중요한 부분을 담당하고 있다고 말씀드릴 수 있습니다.

인간이 가능한 관측 거리를 수백 광년에서 우주 끝까지 넓히게 되었으니까요.

그냥 10년 전에 배웠던 거 대충 끄적거린 거니까, 정확한 정보를 원하신다면 더 공신력이 있는

사이트를 찾아보시길 바랍니다.