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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 천체로 초대질량 항성의 진화 결과라고 보고 있다. 초기의 우주는 138억년 후의 현재 우주보다 크기가 작아 물질들이 훨씬 더 조밀하게 모여있었고, 중원소도 사실상 없는 것이나 마찬가지여서 태양 질량의 1만배~100만배에 달하는 초대질량 항성이 형성될 수 있었다.
이러한 초대질량 항성의 중심핵은 상상을 초월하는 압력을 받아 결국 붕괴하여 블랙홀이 형성되는데, 쿼시별은 초대질량 항성이 블랙홀로 붕괴해 가는 중간 단계를 설명하기 위하여 도입되었다.
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. 초대질량 항성과 마찬가지로 수명은 수백만년에 불과했을 것이며 내부의 블랙홀이 빠른 속도로 질량을 불려나가면서 생성되는 강착 원반과 상대론적 제트에 의해 파괴되는 것으로 최후를 맞았을 것이다. 그 뒤에는 태양 질량의 최소 1천 배~최대 1만 배에 달하는 중간질량 블랙홀이 남았을 텐데, 조밀한 초기 우주의 환경에서 다른 블랙홀이나 항성, 성간 매질을 잡아먹으며 질량을 더욱 늘려서 초대질량 블랙홀로 진화한 뒤 주변 물질들을 끌어들여 원시 은하의 핵이 되었을 것이다.
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.