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| 쿼시-별의 추정크기와 기존 항성들간의 크기 비교[1] |
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1. 개요
Quasi-Star쿼시 별(Quasi-Star) 또는 준항성은 빅뱅 후 얼마 지나지 않은 우주 탄생 초기에 생성되었을 것이라고 추정되는 항성으로 초대질량 항성의 일종이다. 초기의 우주는 물질들이 매우 조밀하게 모여 있었고, 붕소 이후의 상대적으로 무거운 원소도 거의 없어서 질량이 매우 거대한 항성이 탄생할 수 있었을 것이다. 쿼시 별은 이렇게 생성된 항성의 중심핵이 자체 질량으로 발생하는 중력붕괴를 견디지 못하고 초신성 폭발을 일으켰지만, 항성의 크기와 질량이 너무 막대해서 항성이 파괴되지 않고 중심핵만 수백 Km 남짓한 블랙홀이 되어 형성되었을 것으로 추정한다.
2. 상세
쿼시 별의 중심에 자리잡은 블랙홀은 각운동량 보존의 법칙에 따라 자신의 각운동량이 보존되고, 항성 자체의 막대한 질량이 일으키는 중력으로 에딩턴 한계를 무시하고 매우 빠른 속도로 성장하면서 강착원반과 복사압을 형성하여 중력붕괴에 저항한다. 이렇게 항성 내부의 복사압과 항성 구성물질이 발생시키는 중력이 정역학적 평형을 이룸은 일반적인 항성과 동일하지만, 내부의 복사압이 핵융합이 아닌 블랙홀이 항성 구성물질을 빨아들이는 과정에서 포텐셜 에너지를 변환시키는 중력으로 발생하기 때문에 쿼시 별이란 명칭을 붙였다.쿼시 별의 최소 질량은 태양 질량의 1천 배, 최대 질량은 태양질량의 수십만 배에 달했고, 주계열성 시절의 밝기는 왜소은하 하나와 맞먹었으리라 추정한다. 항성은 질량이 커질수록 수명이 급감하기 때문에, 쿼시 별은 길어봐야 고작 7백만 년밖에 못 살고 빠르게 성장하여 강력해진 내부의 블랙홀이 생성한 상대론적 제트와 강착원반에 별이 찢기는 최후를 맞는다. 그 뒤에는 태양 질량의 최소 1천 배~최대 1만 배에 달하는 중간질량 블랙홀이 남았을 텐데, 조밀한 초기 우주의 환경에서 다른 블랙홀이나 항성, 성간 매질을 빨아들여서 초대질량 블랙홀로 진화하여 초기 은하의 핵이 되었다고 추정한다.
우주 탄생 이후 최초로 형성된 항성들인 종족 III 항성의 개념과는 구분되어 사용되는 경우가 많다. 쿼시 별이나 초대질량 항성은 냉각 효율이 낮은 수소 원자[2]로만 이루어진 단일 헤일로에서 탄생했다고 여기는데, 이러한 조건이 성립되려면 먼저 탄생한 종족 III 항성에서 방출된 라이먼-베르너 복사가 필요하기 때문이다.