별과 행성의 주요 차이점: 별 VS 행성
별과 행성은 모두 거대하고 크며 둥근 천체로, 지구에서 맨눈으로 보면 거의 비슷하게 보입니다. 하지만 실제로는 완전히 다른 천체입니다. 무엇이 이들을 다르게 만들까요? 함께 알아보겠습니다!
별과 행성의 가장 중요한 차이점은 무엇인가요?
가장 중요한 차이점은 별은 자체적으로 빛과 열을 만들어 낸다는 것입니다. 대부분² 별의 중심부에서 일어나는 핵융합을 통해 에너지가 생성됩니다. 이 과정에서는 가시광선을 비롯한 여러 형태의 전자기 복사를 포함해 막대한 양의 에너지가 방출되며, 덕분에 우리는 아주 먼 거리에서도 별을 볼 수 있습니다.
반면 행성은 자체적으로 가시광선을 만들어 내지 않으며 핵융합도 지속하지 않습니다. 다만 내부 열로 인해 적외선 형태의 열복사를 방출할 수는 있습니다. 행성은 주로 자신이 공전하는 별의 빛을 반사하기 때문에 보입니다. 우리가 별은 맨눈으로 볼 수 있지만 외계행성¹은 볼 수 없는 이유도 여기에 있습니다. 태양과 같은 별은 그 주위를 도는 행성이 반사하는 빛보다 약 10억 배 더 밝을 수 있습니다.
¹간단히 말해, 외계행성은 태양계 밖에 있는 행성입니다.
²잔열로 빛을 방출하는 백색왜성과 같은 예외도 있습니다. 백색왜성은 흔히 “죽은 별”이라고 불립니다.
내용
별과 행성의 차이점
별은 뜨거운 기체와 플라스마로 이루어진 거대한 구형 천체로, 주성분은 수소와 헬륨입니다. 별은 핵융합을 통해 에너지를 생성합니다. 태양은 지구에서 가장 가까운 별입니다.
행성은 별³ 주위를 공전하며, 거의 구형을 이루고, 자신의 궤도 주변에서 비슷한 크기의 천체를 밀어내 궤도 영역을 지배하는 큰 자연 천체입니다. 행성은 수소 핵융합을 통해 에너지를 생성할 수 없습니다.
³떠돌이 행성은 예외입니다.
빛과 열을 생성하는 능력 외에도 별과 행성 사이에는 여러 차이점이 있습니다. 한눈에 볼 수 있는 요약을 원하시나요? 별과 행성 비교 인포그래픽을 확인해 보세요.
1. 기원
별은 거대한 가스와 먼지 구름이 중력에 의해 수축하고 뜨거워지면서 중심부에서 핵융합이 시작되어 형성됩니다. 이 과정에서 수소 원자핵은 일련의 반응을 거쳐 궁극적으로 양성자 네 개가 헬륨-4 원자핵 하나로 결합하며, 막대한 에너지를 방출해 별을 빛나게 합니다.
행성은 별의 형성에 쓰이지 않고 주변에 남은 물질에서 만들어집니다. 먼지와 가스 입자들이 서로 충돌하고 뭉치면서 점차 더 큰 천체로 성장합니다.
2. 구성 성분
알려진 별의 대부분은 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있습니다. 행성에는 암석 행성, 가스 거성, 얼음 거성이 있으며, 다른 별 주변에서는 이들 사이에 해당하는 다양한 유형의 행성도 발견됩니다.
3. 궤도
별은 행성 주위를 공전하지 않지만, 행성은 일반적으로 별 주위를 공전합니다. 다만 떠돌이 행성 또는 자유부유 행성과 같은 예외도 있습니다. 이들은 어떤 별이나 갈색왜성에도 중력적으로 묶여 있지 않고 홀로 우주를 떠다닙니다. 실제로 가능한 일입니다! 과거 태양계에도 지금보다 더 많은 행성이 있었을 수 있다는 이론이 있습니다. 여러 거대 행성이 하나의 별 주변에서 자리를 다투는 과정에서 일부 행성이 경쟁 행성을 행성계 밖으로 밀어냈을 가능성이 있습니다. 또 다른 떠돌이 행성들은 작은 가스 구름이 독립적으로 붕괴하면서 형성되었을 수도 있습니다.
태양계에는 과거에 더 많은 행성이 있었다고 생각하시나요?
4. 질량
별은 항상 행성보다 질량이 큽니다. 가스 행성이 별만큼 큰 질량을 얻는다면, 결국 별이 될 가능성이 높습니다. 암석 행성의 경우에는 별의 질량에 근접하는 천체가 알려져 있지 않습니다.
행성과 별 사이에는 흔히 “실패한 별”이라고 불리는 갈색왜성이 있습니다. 갈색왜성은 별과 같은 방식으로 형성되며, 별처럼 짧은 기간 동안 중수소 핵융합을 일으킬 만큼 질량이 클 수 있습니다. 하지만 진정한 별을 빛나게 하는 수소 핵융합을 지속할 수는 없습니다. 갈색왜성의 질량은 일반적으로 목성의 13～80배입니다. 따라서 가스 거성이 저질량 별이 되려면 먼저 갈색왜성의 질량 범위를 거쳐야 합니다.
5. 지름
일반적으로 별은 행성보다 지름이 큽니다. 하지만 백색왜성과 같은 예외도 있습니다. 백색왜성은 한때 태양과 비슷한 별이 죽으면서 바깥층을 방출하고 핵만 남긴 천체입니다. 남은 핵의 크기는 지구 정도에 불과합니다. 별이 죽기 전에 지구보다 큰 행성들이 그 주위를 돌고 있었고 그중 일부가 살아남는다면, 별보다 큰 행성이 존재할 수도 있습니다.
6. 온도
별은 매우 뜨겁지만, 행성은 상대적으로 온도가 낮습니다. 그러나 흥미로운 예외도 있습니다. 2017년 과학자들은 “표면” 온도가 4,000°C를 넘는 KELT-9b를 발견했습니다. 이는 태양의 온도와 거의 비슷한 수준입니다. KELT-9b가 이렇게 뜨거운 이유는 유난히 뜨거운 A형 별에 매우 가까이 붙어 공전하기 때문입니다.
7. 대기
별의 대기는 주로 뜨거운 기체와 플라스마로 이루어져 있습니다. 반면 행성의 대기는 구성 성분과 밀도가 매우 다양합니다. 예를 들어 지구의 건조 대기는 질소 78%, 산소 21%로 이루어져 있습니다. 금성의 대기는 대부분 이산화탄소이며 소량의 질소를 포함합니다. 화성은 주로 이산화탄소로 이루어진 희박한 대기를 가지고 있으며, 그다음으로 질소와 아르곤이 많습니다.
8. 생명체 거주 가능성
우리가 아는 형태의 생명체는 별에서 살아갈 수 없습니다. 중심부에서 나오는 극심한 열과 복사, 그리고 고체 표면이 없기 때문입니다. 많은 행성도 극단적인 온도, 호흡할 수 있는 공기의 부재, 유독한 환경 때문에 생명체가 살기 어렵습니다. 하지만 지구처럼 일부 행성이 생명체를 지탱할 수 있다는 사실은 우리 자신이 보여 주는 생생한 사례입니다.
지구 밖에도 생명체가 존재할지 궁금한 적이 있나요? 인포그래픽을 통해 이러한 가능성을 쉽게 살펴볼 수 있습니다. 그림으로 보는 우주의 생명체에 대해 자세히 알아보세요.
9. 수명
행성은 다른 천체에 의해 파괴되거나 포획되지 않는 한 오랜 기간 안정적으로 존재할 수 있습니다. 반면 별은 탄생부터 죽음까지 뚜렷한 생애 주기를 거칩니다. 별의 수명은 질량에 따라 달라지며, 질량이 클수록 수명은 짧습니다. 예를 들어 가장 무거운 별은 불과 수백만 년 만에 죽을 수 있지만, 태양과 비슷한 별은 약 100억 년 동안 살아갑니다.
10. 우주에 존재하는 수
우주에는 별보다 행성이 더 많습니다. 우리 은하만 보더라도 떠돌이 행성을 포함한 전체 행성 수는 별의 수보다 100배에서 10만 배 더 많을 것으로 추정됩니다.
행성이 별이 될 수 있나요?
행성은 별이 되기 위한 조건이 단 하나 부족한 천체라면, 실제로 별이 될 가능성이 있을까요? 이론적으로는 가능합니다. 행성이 충분한 질량을 얻으면 내부가 강하게 압축되고 가열되어 핵융합 반응이 시작될 수 있습니다. 다만 이런 가상의 행성이 별로 변하려면 대부분이 수소로 이루어져 있어야 합니다. 수소가 헬륨으로 바뀌는 핵융합이 일어나려면 수소가 필요하기 때문입니다.
대부분이 수소로 이루어진 목성을 예로 들어 보겠습니다. 목성의 질량은 1.898 × 10²⁷kg이고, 태양의 질량은 1.989 × 10³⁰kg입니다. 따라서 목성의 질량은 태양의 약 1,000분의 1입니다. 다시 말해 목성을 태양과 비슷한 별로 만들려면 목성 1,000개를 서로 충돌시켜야 합니다. 목성 1,000개를 구하기 어렵다고요? 걱정하지 마세요! 태양보다 질량이 작은 별도 있습니다. 태양 질량의 약 7.5%만 모으면 적색왜성이 될 수 있으므로, 이 경우에는 목성 약 80개만 서로 충돌시키면 됩니다.
따라서 이론적으로 행성을 별로 바꾸는 것은 가능하지만, 엄청난 규모의 충돌이 연속해서 일어나야 합니다. 어쩌면 지금 이 순간에도 광활한 우주 어딘가에서 비슷한 일이 벌어지고 있을지 모릅니다.
하늘에서 행성과 별을 구별하는 방법
이제 우주에서 별과 행성이 어떻게 다른지 알았으니, 지상에서 마주치는 실제 문제를 살펴볼 차례입니다. 지구 표면에서 보면 별과 행성은 매우 비슷하게 보입니다. 다음 단서를 활용하면 둘을 구별하는 데 도움이 됩니다.
1. 깜빡이는지 확인하세요
별은 일반적으로 더 뚜렷하게 깜빡이는 반면, 행성은 비교적 안정적으로 빛나는 경향이 있습니다.
멀리 있는 별은 사실상 점광원처럼 보이기 때문에, 지구 대기의 난류가 별의 겉보기 밝기와 위치를 빠르게 변화시킬 수 있습니다. 반면 행성은 아주 작은 원반 형태로 보일 만큼 충분히 가깝습니다. 맨눈으로는 그 원반을 구분할 수 없더라도, 빛이 원반의 여러 지점에서 도달하기 때문에 대기의 흔들림이 서로 평균화되는 경향이 있습니다.
다만 이는 절대적인 규칙이 아니라 하나의 단서일 뿐입니다. 지평선 가까이에 있는 행성은 빛이 더 많은 난류층을 통과하기 때문에 강하게 깜빡일 수 있습니다. 반대로 하늘 높이 있는 밝은 별은 비교적 안정적으로 보일 수 있습니다. 자세한 내용은 별이 깜빡이는 이유 가이드에서 확인하세요.
2. 밝기를 확인하세요
금성이 보인다면 하늘에서 별처럼 보이는 천체 가운데 가장 밝습니다. 금성의 겉보기등급은 −3등급에서 −4.9등급 사이로 변하며, 가장 밝은 별인 시리우스의 겉보기등급은 −1.46입니다. 하지만 금성은 항상 태양 가까이에 머물기 때문에 한밤중이 아니라 저녁이나 새벽 하늘에서 보입니다.
목성도 매우 밝아서 금성이 보이지 않을 때 가장 눈에 띄는 천체가 되는 경우가 많습니다. 화성은 충 무렵 대부분의 별보다 밝게 빛날 수 있지만, 다른 시기에는 훨씬 어두워집니다. 한편 수성은 밝게 보일 수 있지만, 항상 박명 중에 나타납니다.
3. 황도 근처를 살펴보세요
황도는 하늘에서 태양이 지나가는 것처럼 보이는 경로를 나타냅니다. 모든 행성의 궤도는 대체로 같은 평면에 놓여 있기 때문에, 행성들도 하늘에서 태양과 거의 같은 별자리, 즉 황도 별자리를 따라 이동합니다.
따라서 큰곰자리나 외뿔소자리에서 행성을 찾을 가능성은 거의 없습니다. 행성은 황도 별자리 안이나 그 주변에서 찾아보세요.
4. 색을 살펴보세요
행성의 색은 어떤 행성을 보고 있는지 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
금성은 흰색으로 보이며, 목성과 토성은 노란빛을 띱니다. 화성은 붉은빛으로 쉽게 알아볼 수 있습니다. 수성은 보통 흰색이나 옅은 노란색으로 보이지만, 밝은 박명 속 지평선 가까이에서 관측되는 경우가 많아 색을 구별하기 어려울 수 있습니다.
가장 멀리 있는 두 행성은 너무 어두워 맨눈으로는 색을 구별하기 어렵습니다. 쌍안경이나 망원경으로 보면 천왕성은 희미한 청록빛을 띨 수 있습니다. 해왕성은 광학 장비가 필요하며, 망원경으로 보면 옅은 파란색으로 보입니다.
5. 확대해서 살펴보세요
쌍안경이나 망원경이 있다면 천체를 더 자세히 살펴보세요. 확대해서 보더라도 별은 여전히 빛나는 점처럼 보입니다. 반면 일부 행성은 작은 원반처럼 보이며, 위상, 고리, 위성 같은 세부 특징이 드러날 수도 있습니다.
쌍안경으로 관측할 수 있는 천체는 쌍안경으로 보기 좋은 밤하늘 천체 가이드에서 확인하세요.
6. 별 관측 앱을 사용하세요
무료 Star Walk 2 앱을 사용하면 보고 있는 천체가 별인지 행성인지 빠르게 확인할 수 있습니다. 휴대전화를 꺼내 하늘을 향해 비추기만 하면 앱이 궁금증을 해결해 줍니다.
별과 행성의 차이점: 핵심 정리
별과 행성의 가장 중요한 차이점은 별은 스스로 빛을 만들어 내는 반면, 행성은 자신이 공전하는 별의 빛을 반사한다는 것입니다. 이 때문에 멀리 있는 별은 맨눈으로 볼 수 있지만, 태양계 밖의 행성은 맨눈으로 볼 수 없습니다.
지구에서는 천체의 색, 하늘에서의 위치, 깜빡이는 정도를 살펴보며 행성과 별을 구별해 볼 수 있습니다. 하지만 이러한 단서만으로는 완전히 확실하게 판단하기 어렵습니다. 낯선 천체를 가장 쉽게 식별하는 방법은 Star Walk 2를 사용하는 것입니다. 앱에서 해당 천체가 무엇인지, 현재 위치의 하늘에서 어디에 있는지 확인할 수 있습니다.
