별빛은 왜 파랗고 붉게 보일까요?

별에도 정말 색이 있을까요?

밤하늘의 별은 대부분 흰 점처럼 보이지만, 밝은 별들을 찬찬히 비교하면 푸른빛·하얀빛·노란빛·주황빛이 조금씩 다릅니다. 이 색은 별 표면에 칠해진 물감이 아니라, 뜨거운 별이 여러 파장의 빛을 한꺼번에 내보낼 때 어느 파장 쪽 에너지가 더 두드러지는지를 보여주는 단서입니다.

NASA는 별의 색이 온도에 따라 달라지며 뜨거운 별은 파랗거나 하얗게, 비교적 차가운 별은 주황이나 붉은색으로 보인다고 설명합니다. 그래서 별빛의 색을 보면 멀리 있는 별의 표면 온도를 직접 만지지 않고도 대략 짐작할 수 있습니다.[1] [2]

파란 별이 더 뜨거워요

일상에서는 빨간색을 뜨거움, 파란색을 차가움과 연결하기 쉬워서 별의 색은 거꾸로 느껴질 수 있습니다. 하지만 물체가 더 뜨거워질수록 방출 에너지의 중심은 파장이 짧은 쪽으로 이동합니다. 가시광선에서는 붉은빛보다 푸른빛의 파장이 더 짧기 때문에, 푸른 별이 붉은 별보다 표면 온도가 높습니다.

NASA가 예로 든 태양의 표면 온도는 약 5,500℃입니다. 약 3,000℃라면 베텔게우스처럼 붉게, 약 12,000℃라면 리겔처럼 파랗게 보일 수 있습니다. 이 숫자는 모든 별을 세 값으로 나눈다는 뜻이 아니라, 온도와 대표 색의 방향을 보여주는 비교입니다.[2]

한 가지 색만 내는 것은 아니에요

별은 파란빛이나 붉은빛 하나만 내는 전구가 아닙니다. 뜨겁고 조밀한 별은 넓은 파장 범위에 걸쳐 거의 연속적인 빛을 내며, 그 전체 분포가 온도에 따라 달라집니다. 사람의 눈이 볼 수 있는 가시광선도 전자기파 전체의 작은 구간으로, NASA가 제시한 범위는 대략 380~700나노미터입니다.

따라서 ‘붉은 별’이라는 말은 붉은 파장만 나온다는 뜻이 아니라 우리 눈에 합쳐져 들어온 빛 가운데 붉은 쪽이 상대적으로 두드러진다는 뜻입니다. 천문학자는 눈에 보이는 인상만으로 결론내리지 않고, 빛을 파장별로 펼친 스펙트럼을 함께 살핍니다.

태양빛도 여러 가시광선 색이 함께 섞여 흰빛을 이룹니다. 특정 파장대가 더 강하다는 설명과 눈에 합쳐져 보이는 색은 구분해야 합니다.[2] [3] [4]

색은 온도, 선무늬는 성분의 단서예요

별빛의 스펙트럼에는 검은 틈처럼 보이는 흡수선이 나타날 수 있습니다. 별빛이 별의 바깥 기체층을 통과할 때 특정 원소와 분자가 특정 파장의 빛을 흡수하기 때문입니다. NASA는 이런 선무늬를 원자와 분자의 지문에 비유합니다.

여기서 구분이 중요합니다. 별의 전체적인 색은 주로 표면 온도를 알려주고, 흡수선의 위치와 모양은 어떤 물질이 빛과 상호작용했는지를 살피는 근거가 됩니다. 색 하나만 보고 별의 성분까지 곧바로 확정해서는 안 됩니다.[2] [3]

오늘 밤에는 색을 비교해보세요

ORBIT의 ‘별지도 읽는 법’에서 방향과 별자리 찾는 순서를 익힌 뒤, 서로 가까이 보이는 밝은 별 두세 개의 색감을 비교해보세요. 주변 조명과 구름, 별의 밝기, 눈의 적응 상태에 따라 차이가 희미할 수 있으므로 보이지 않는 색을 억지로 단정할 필요는 없습니다.

오늘 기억할 한 가지는 간단합니다. 별의 색은 예쁜 장식이 아니라 표면 온도를 알려주는 빛의 단서이며, 푸른 별이 붉은 별보다 더 뜨겁습니다. 더 자세한 성분은 색만이 아니라 스펙트럼의 선무늬까지 함께 읽어야 합니다.[1] [2] [3]