태양을 실제 크기로 생각해보면 어마어마합니다.
지름이 약 140만 km에 이르고, 지구 약 109개를 일렬로 놓아야 태양의 지름과 비슷해집니다. 부피로 비교하면 태양 안에는 지구 약 130만 개가 들어갈 정도입니다.
그렇다면 당연히 이런 생각이 듭니다.
“태양 정도면 우주에서도 엄청나게 큰 별 아닐까?”
그런데 별들의 세계로 나가면 이야기가 완전히 달라집니다.
태양은 우주에서 특별히 거대한 별이 아닙니다.
NASA 역시 태양을 크기 면에서 평균적인 별(average-sized star)로 설명합니다. 태양보다 작은 별도 아주 많고, 반대로 태양보다 상상을 초월할 정도로 부풀어 오른 별들도 존재합니다.
그렇다면 현재 우리가 알고 있는 거대한 별들은 얼마나 클까요?
그리고 정말로 ‘우주에서 가장 큰 별’을 하나 고를 수 있을까요?
먼저 태양은 얼마나 클까?
태양의 지름은 약
140만 km
입니다.
정확히 감이 오지 않는 숫자입니다.
지구와 비교하면 훨씬 이해하기 쉽습니다.
| 지름 | 약 140만 km |
| 지구와 지름 비교 | 약 109배 |
| 질량 | 지구 약 33만 개 |
| 부피 | 지구 약 130만 개 |
| 태양계 질량에서 차지하는 비중 | 약 99.8% |
태양계에서는 말 그대로 압도적인 존재입니다. 태양의 중력이 지구를 비롯한 행성, 소행성, 혜성 등을 붙잡아 태양계를 유지합니다.
지구에서 보면 태양은 하늘에 떠 있는 작은 원처럼 보이지만 실제로는 지구와 비교할 수 없을 정도로 거대한 천체입니다.
그런데 우주의 다른 별들과 비교하기 시작하면 태양의 위치가 달라집니다.
태양은 큰 별일까, 작은 별일까?
NASA는 태양을 중간 정도 크기의 별로 설명합니다.
하지만 여기서 주의할 것이 있습니다.
우리가 밤하늘에서 보는 별들이 모두 태양과 비슷한 크기는 아닙니다.
별의 크기는 매우 다양합니다.
작은 별 가운데 대표적인 것이 적색왜성(Red Dwarf)입니다.
반대로 별이 진화하면서 크게 부풀어 오르면
적색거성(Red Giant)
또는 훨씬 거대한
적색초거성(Red Supergiant)
이 될 수 있습니다.
NASA는 발견된 별 가운데 태양보다 지름이 약 1,000배에 이르는 별들도 있다고 설명합니다.
여기서부터 우리가 상상하기 힘든 크기의 세계가 시작됩니다.
별은 왜 이렇게 크게 부풀어 오를까?
별이 처음부터 모두 초거대한 풍선처럼 만들어지는 것은 아닙니다.
별 내부에서는 오랜 시간 동안 핵융합이 일어납니다.
태양 역시 중심부에서 수소를 헬륨으로 바꾸는 핵융합을 통해 에너지를 만들어냅니다.
그런데 별이 나이를 먹으면서 중심부의 연료 상태가 변하면 내부 구조도 바뀝니다.
질량이 큰 별은 진화 과정에서 외부층이 엄청나게 팽창하면서 초거성 단계에 들어갈 수 있습니다.
그래서 재미있는 현상이 나타납니다.
별의 크기가 엄청나게 커졌다고 해서 반드시 질량도 그만큼 커진 것은 아닙니다.
풍선을 생각하면 이해하기 쉽습니다.
풍선 안에 있는 물질이 수천 배 증가하지 않아도 풍선 자체는 크게 부풀 수 있습니다.
별도 비슷합니다.
NASA가 소개하는 별 크기 비교에서도 적색거성은 크게 부풀어 있지만 질량은 태양보다 조금 크거나 경우에 따라 비슷한 수준일 수 있다고 설명합니다.
가장 유명한 거대한 별, 베텔게우스
거대한 별을 이야기할 때 빠지지 않는 별이 있습니다.
베텔게우스(Betelgeuse)
입니다.
오리온자리에서 붉은빛을 내는 유명한 별입니다.
베텔게우스는 적색초거성입니다.
유럽남방천문대(ESO)의 ALMA 관측에서는 특정 밀리미터파 기준 베텔게우스의 반지름을 태양의 약 1,400배 규모로 소개했습니다.
숫자만 보면 감이 오지 않죠.
그래서 태양계 한가운데 태양 대신 베텔게우스를 놓아보겠습니다.
ESO의 해당 크기 추정치를 적용하면 베텔게우스의 표면은
수성 → 금성 → 지구 → 화성
을 모두 집어삼키고,
목성의 궤도까지 삼킬 정도입니다.
토성 정도가 되어야 별의 바깥쪽에 있게 됩니다.
지구에서 보면 태양도 엄청난데, 베텔게우스 앞에서는 태양이 작은 점처럼 느껴지는 이유입니다.
그런데 베텔게우스의 크기가 자료마다 다른 이유는?
여기서 아주 중요한 문제가 등장합니다.
베텔게우스를 검색해보면
태양의 700배
900배
1,000배
1,400배
등 서로 다른 숫자가 나옵니다.
어느 것이 틀린 것일까요?
반드시 그런 것은 아닙니다.
거대한 적색초거성은 태양처럼 표면의 경계를 간단히 정의하기 어렵습니다.
별 바깥쪽의 대기가 크게 팽창해 있고 관측하는 파장과 사용한 모델 등에 따라서도 측정되는 크기가 달라질 수 있습니다.
실제로 ESO의 자료에서도 베텔게우스를 약 1,000배 수준으로 설명한 자료와 밀리미터파 관측에서 약 1,400 태양반지름으로 설명한 자료가 함께 존재합니다.
바로 이 문제가 ‘우주에서 가장 큰 별’을 선정하기 어려운 이유와 연결됩니다.
한때 가장 큰 별로 유명했던 UY Scuti
인터넷에서
“우주에서 가장 큰 별”
이라고 검색해본 사람이라면 한 번쯤
UY Scuti
라는 이름을 봤을 가능성이 높습니다.
우리말로 UY 방패자리라고 부르기도 합니다.
과거에는 반지름이 태양의 약 1,700배 수준이라는 추정이 널리 알려지면서 세계 최대 별의 대표주자처럼 소개됐습니다.
그래서 유튜브의 별 크기 비교 영상에서도
지구 → 태양 → 시리우스 → 베텔게우스 → UY Scuti
순서로 점점 커지는 장면이 자주 등장했습니다.
그런데 이후 거리 측정값과 별의 물리적 특성을 다시 계산하면서 크기 추정치가 크게 달라졌습니다.
현재 자료에서는 UY Scuti의 반지름을 과거보다 훨씬 작게 보는 추정도 존재합니다.
즉,
UY Scuti를 무조건 ‘우주에서 가장 큰 별’이라고 소개하는 것은 현재 기준으로 조심해야 합니다.
그렇다면 Stephenson 2-18이 가장 클까?
최근 인터넷에서 UY Scuti 대신 가장 많이 등장하는 이름이 있습니다.
Stephenson 2-18
또는
St2-18
입니다.
흔히 소개되는 추정값 가운데 하나는 반지름이 무려
태양의 약 2,150배
입니다.
이 수치를 그대로 적용한다면 정말 상상을 초월합니다.
태양 대신 Stephenson 2-18을 태양계 중심에 놓았을 경우 별의 바깥층이 토성 궤도 부근 또는 그 너머까지 이를 정도가 됩니다.
하지만 여기서도 문제가 있습니다.
이 별의 거리와 밝기, 반지름 추정에는 상당한 불확실성이 존재합니다.
일부 추정치는 현재의 별 진화 이론에서 예상되는 적색초거성의 일반적인 크기 한계보다도 지나치게 큽니다.
따라서
“과학자들이 공식적으로 Stephenson 2-18을 우주 최대 별로 확정했다.”
라고 표현하는 것은 적절하지 않습니다.
왜 가장 큰 별 하나를 고르기 어려울까?
행성의 크기를 측정하는 것과 거대한 별의 크기를 측정하는 것은 상당히 다릅니다.
지구처럼 표면이 뚜렷한 고체행성은
여기까지가 지구다
라는 경계를 비교적 명확하게 정할 수 있습니다.
하지만 적색초거성의 바깥층은 매우 희박하게 퍼져 있습니다.
게다가 거대한 별들은 수천~수만 광년 떨어져 있는 경우가 많습니다.
별의 크기를 계산하려면
거리
밝기
표면온도
관측 파장
대기 모델
등 여러 요소가 필요합니다.
거리값 하나가 바뀌어도 별의 실제 밝기와 계산된 반지름이 달라질 수 있습니다.
그래서 새로운 관측자료가 나오면
“태양의 1,700배라고 생각했는데 다시 계산하니 훨씬 작았다.”
같은 일이 생길 수 있습니다.
그래서 ‘우주에서 가장 큰 별’의 정확한 답은?
블로그에서 가장 정확하게 표현한다면 이렇게 쓰는 것이 좋습니다.
현재 관측된 별 가운데 가장 큰 후보들은 여러 개가 있으며, 확정적인 단 하나의 1위를 정하기는 어렵다.
Stephenson 2-18은 매우 큰 반지름 추정치 때문에 자주 최대 후보로 소개됩니다.
하지만 그 수치에는 상당한 불확실성이 있습니다.
따라서
❌ 우주에서 가장 큰 별은 무조건 Stephenson 2-18이다.
보다는
⭕ Stephenson 2-18은 매우 큰 반지름 추정치로 유명한 최대급 별 후보 가운데 하나다.
라고 표현하는 것이 훨씬 정확합니다.
가장 큰 별과 가장 무거운 별은 다르다
여기서 또 하나 재미있는 사실이 있습니다.
크기(Size)와 질량(Mass)은 다릅니다.
Stephenson 2-18 같은 적색초거성은 외부층이 엄청나게 팽창해 있기 때문에 부피가 매우 큽니다.
반면 별 자체의 질량 기록을 이야기하면 전혀 다른 별이 등장합니다.
대표적인 것이
R136a1
입니다.
R136a1은 우리은하 밖 대마젤란은하의 타란툴라 성운에 있는 R136 성단에 위치한 매우 뜨겁고 무거운 별입니다.
NASA 허블 자료에서는 R136a1을 알려진 가장 무거운 별의 기록 보유자로 소개하며, 질량을 태양의 250배 이상으로 설명합니다.
그런데 R136a1이 Stephenson 2-18처럼 태양의 2,000배가 넘는 반지름을 가진 것은 아닙니다.
즉,
가장 무거운 별 ≠ 가장 부피가 큰 별
입니다.
거대한 별에 태양계를 넣어보면?
이제 재미있게 비교해보겠습니다.
거대 별들의 추정 반지름을 태양계에 적용하면 대략적인 느낌은 이렇습니다.
| ☀️ 태양 | 현재 태양 크기 |
| 베텔게우스 | 추정치에 따라 화성~목성 궤도 규모 |
| UY Scuti | 추정치에 따라 크게 달라짐 |
| Stephenson 2-18 | 큰 추정치를 적용하면 토성 궤도 부근 이상 |
여기서 중요한 것은 이 표를 정확한 고정 경계처럼 이해하지 않는 것입니다.
특히 적색초거성은 크기 추정값 자체에 오차가 크기 때문입니다.
하지만 규모를 이해하는 데는 충분합니다.
태양 대신 거대한 적색초거성 하나를 놓는 순간
수성도 사라지고
금성도 사라지고
지구도 사라지고
화성도 사라지며
일부 최대급 별의 추정치에서는 목성이나 토성 궤도 규모까지 별 내부에 들어갈 수 있습니다.
태양보다 2,000배 크면 부피도 2,000배일까?
아닙니다.
여기서 숫자가 더욱 놀라워집니다.
반지름이 2배가 되면 부피는 단순히 2배가 되는 것이 아닙니다.
구의 부피는 반지름의 세제곱에 비례합니다.
따라서 반지름이 태양의 2,000배라면 단순 계산상 부피 비율은
2,000 × 2,000 × 2,000
즉
약 80억 배
가 됩니다.
Stephenson 2-18에 흔히 사용되는 2,150 태양반지름 추정치를 적용하면 부피는 태양의 약 100억 배 수준에 해당합니다.
다만 다시 강조하지만 이 별의 실제 반지름 추정에는 큰 불확실성이 있습니다.
그런데 왜 그렇게 큰 별이 태양보다 가벼울 수도 있을까?
별의 크기만 보면 내부가 물질로 꽉 차 있을 것 같지만 거대한 적색초거성의 외부층은 매우 희박합니다.
쉽게 말하면
태양 = 상대적으로 단단하게 모여 있는 공
이라면,
초거성은
엄청나게 크게 부풀어 오른 거대한 풍선
처럼 생각할 수 있습니다.
그래서 반지름이 태양보다 수백~수천 배 커져도 질량이 같은 비율로 증가하는 것은 아닙니다.
이것이 바로 별의 크기 순위와 질량 순위가 전혀 다른 이유입니다.
큰 별은 오래 살까?
오히려 반대인 경우가 많습니다.
질량이 큰 별은 중심부의 압력과 온도가 매우 높고 핵융합도 빠르게 진행됩니다.
연료를 많이 가지고 있지만 연료를 훨씬 빠른 속도로 소비합니다.
반면 태양보다 작은 적색왜성은 연료를 매우 천천히 사용합니다.
그래서 별의 세계에서는
큰 별일수록 반드시 오래 사는 것이 아니라 오히려 짧고 격렬하게 살아가는 경우가 많습니다.
베텔게우스 같은 거대한 별 역시 우주 전체의 시간척도로 보면 매우 짧은 생애를 보내는 별입니다. ESO는 베텔게우스를 약 800만 년 정도 된 별로 소개하면서 이미 적색초거성 단계에 있다고 설명합니다.
태양의 나이가 약 46억 년이라는 점을 생각하면 엄청난 차이입니다.
거대한 별의 마지막은 어떻게 될까?
태양과 같은 별과 매우 무거운 별은 최후도 다릅니다.
태양은 앞으로 수십억 년이 지나면 적색거성 단계를 거친 뒤 외부층을 방출하고 중심부에 백색왜성을 남길 것으로 예상됩니다.
반면 충분히 무거운 별은 마지막에 중심부가 붕괴하면서
초신성(Supernova)
폭발을 일으킬 수 있습니다.
그리고 남은 핵의 질량 등에 따라
중성자별
또는
블랙홀
이 만들어질 수 있습니다.
그래서 우리가 보는 거대한 적색초거성은 영원히 큰 상태로 존재하는 것이 아닙니다.
별의 일생 가운데 매우 극적인 마지막 단계 중 하나를 보고 있는 것입니다.
베텔게우스도 폭발할까?
네.
베텔게우스 역시 언젠가는 초신성이 될 것으로 예상됩니다.
다만
“곧 폭발한다.”
라는 표현에는 주의해야 합니다.
천문학에서 ‘곧’은 사람의 시간감각과 완전히 다릅니다.
내일일 수도 있다는 의미가 아니라 천문학적으로 가까운 미래라는 뜻입니다.
따라서
“베텔게우스가 올해 폭발한다.”
처럼 특정 시점을 예측할 근거는 없습니다.
태양도 나중에 베텔게우스만큼 커질까?
태양 역시 미래에는 현재보다 훨씬 커집니다.
중심부 수소가 고갈된 뒤 적색거성으로 팽창할 것입니다.
하지만 태양은 베텔게우스와 같은 고질량 적색초거성이 되지는 않습니다.
질량 자체가 다르기 때문입니다.
태양은 적색거성 단계를 거친 후 외부층을 방출하고 백색왜성을 남기는 방향으로 진화할 것으로 예상됩니다.
즉
적색거성(Red Giant)과
적색초거성(Red Supergiant)은
이름은 비슷하지만 별의 질량과 진화 과정에서 차이가 있습니다.
우리가 알고 있는 별 크기 상식, 사실일까?
| 태양은 우주에서 가장 큰 별 중 하나다 | ❌ |
| 태양은 크기 면에서 평균적인 별이다 | ⭕ |
| 태양보다 작은 별도 많다 | ⭕ |
| 태양보다 수백 배 이상 큰 별도 있다 | ⭕ |
| 베텔게우스는 적색초거성이다 | ⭕ |
| UY Scuti가 확정적인 우주 최대 별이다 | ❌ |
| Stephenson 2-18이 확정적인 1위다 | ❌ |
| 가장 큰 별과 가장 무거운 별은 같다 | ❌ |
| R136a1은 알려진 가장 무거운 별의 대표적 기록 보유자다 | ⭕ |
| 거대한 고질량 별은 오래 산다 | 대체로 ❌ |
태양이 생각보다 특별한 이유
그렇다고 태양이 별 볼 일 없는 평범한 별이라는 뜻은 아닙니다.
우리에게 태양은 특별합니다.
태양은 약 46억 년 동안 비교적 안정적으로 에너지를 공급해왔고,
지구는 적절한 거리에서 그 에너지를 받고 있습니다.
태양이 지나치게 불안정하거나 매우 짧은 수명의 고질량 별이었다면 지구에서 지금과 같은 생명 진화가 가능했을지는 알 수 없습니다.
우주에서 가장 크지도,
가장 무겁지도,
가장 밝지도 않지만
지구 생명에게는 가장 중요한 별입니다.
자주 묻는 질문 FAQ
Q. 태양의 지름은 얼마나 되나요?
약 140만 km입니다. 지구 지름의 약 109배입니다.
Q. 태양은 우주에서 큰 별인가요?
태양보다 작은 별도 많지만 훨씬 큰 별도 많습니다. NASA는 태양을 크기 면에서 평균적인 별로 설명합니다.
Q. 우주에서 가장 큰 별은 무엇인가요?
하나를 확정적으로 지정하기 어렵습니다. Stephenson 2-18 등이 최대급 후보로 자주 소개되지만 거리와 온도, 반지름 측정에 상당한 불확실성이 있습니다.
Q. UY Scuti가 가장 큰 별 아닌가요?
과거에는 약 1,700 태양반지름이라는 추정으로 유명했지만 이후 거리와 크기 추정이 바뀌었습니다. 따라서 현재 확정적인 최대 별이라고 하기 어렵습니다.
Q. Stephenson 2-18은 얼마나 큰가요?
흔히 인용되는 추정치 중 하나는 약 2,150 태양반지름입니다. 다만 이 값 자체의 불확실성이 크기 때문에 확정값처럼 받아들이면 안 됩니다.
Q. 가장 무거운 별은 무엇인가요?
대표적인 기록 보유자는 R136a1입니다. NASA 허블 자료에서는 태양 질량의 250배 이상으로 설명합니다.
Q. 가장 큰 별과 가장 무거운 별은 왜 다른가요?
적색초거성은 외부층이 매우 크게 팽창하기 때문에 부피는 엄청나지만 그만큼 질량이 큰 것은 아닙니다. 반대로 매우 무거운 뜨거운 별은 질량은 훨씬 크면서 반지름은 적색초거성보다 작을 수 있습니다.
마무리
태양의 지름은 약 140만 km입니다.
지구 109개를 나란히 놓아야 태양 지름과 비슷하고, 부피로는 지구 약 130만 개가 들어갈 정도입니다.
태양계 안에서는 압도적인 크기입니다.
하지만 별들의 세계로 나가면 이야기가 달라집니다.
베텔게우스처럼 태양보다 수백~1,000배 이상 부풀어 오른 적색초거성이 있고, Stephenson 2-18처럼 2,000 태양반지름을 넘는 추정치가 제시된 극단적인 후보도 있습니다.
다만 여기에서 꼭 기억해야 할 것이 있습니다.
우주에서 가장 큰 별의 ‘확정적인 1위’는 생각보다 정하기 어렵습니다.
거대한 적색초거성은 경계가 희박하고 거리와 온도 등의 측정에도 불확실성이 있기 때문입니다.
그래서 UY Scuti에서 Stephenson 2-18로 인터넷의 ‘1위 별’이 바뀌었다고 해서 새로운 별이 갑자기 더 커진 것이 아닙니다.
우리가 별을 측정하는 방법과 측정값이 달라진 것입니다.
어쩌면 이 점이 별의 크기 자체보다 더 재미있는 사실일지도 모릅니다.
우주에서는 우리가 알고 있는 기록조차 새로운 관측 하나로 바뀔 수 있으니까요.
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