별과 은하

다른 은하까지의 거리는 자로 잴 수 없습니다. 대신 «깜빡이는 주기»로 거리를 잽니다. 세페이드 변광성은 밝기가 변하는 주기와 실제 밝기가 딱 맞물려 있어, 얼마나 깜빡이는지만 알면 얼마나 밝은 별인지 역산할 수 있습니다. 그 다음은 산수입니다.

붉은 별은 차갑고 푸른 별은 뜨겁습니다. 불에 대한 우리 감각과 반대입니다. 이 규칙이 어디서 나오는지, 그리고 «색»이라는 한 가지 값으로 별에 대해 무엇까지 알 수 있고 어디서 막히는지 정리했습니다.

별이 어떻게 끝나는지는 태어날 때의 질량이 거의 결정합니다. 다만 그 경계값들은 관측으로 확정된 상수가 아니라 «모형이 들어간 추정»입니다. 무엇이 별을 떠받치고 있고 그것이 무너질 때 무슨 일이 일어나는지를, 확정된 것과 아닌 것을 갈라 정리했습니다.

암흑물질 이야기는 대개 「은하가 너무 빨리 돈다」에서 시작합니다. 그런데 그 문장에서 어디까지가 관측이고 어디부터가 해석인지는 잘 구분되지 않습니다. 회전곡선이 실제로 무엇을 재는지, 그리고 그것이 왜 결론이 아니라 «제약»인지를 정리했습니다.

스펙트럼선은 원래 아주 가는 선이어야 합니다. 그런데 실제로는 늘 퍼져 있고 때로는 갈라져 있습니다. 그 «퍼짐»이 잡음이 아니라 온도·밀도·자기장·운동을 담은 정보라는 것이 이 분야의 출발점입니다.

별의 나이는 직접 잴 수 없습니다. 모형을 거쳐야만 나오는 «2차 산물»입니다. 서로 다른 세 가지 시계가 있고, 같은 대상에 대해 서로 다른 답을 내는 경우가 있습니다.

천문학에서 거리를 «가정 없이» 재는 방법은 사실상 하나뿐입니다. 나머지는 전부 그 하나 위에 얹혀 있습니다. 그래서 이 기준자가 흔들리면 위층이 통째로 흔들립니다.

우주 공간은 비어 있지 않습니다. 별과 우리 사이에 먼지가 있고, 그 먼지는 빛을 줄이면서 동시에 붉게 만듭니다. 이 보정을 잘못하면 거리도 나이도 온도도 함께 틀립니다.

별의 내부는 빛이 빠져나오지 못해 직접 볼 수 없습니다. 그런데 표면이 아주 미세하게 떨리고, 그 떨림의 주기 목록이 내부 구조에 대한 정보를 담고 있습니다. 다만 담기지 않는 것도 분명히 있습니다.

별 형성률과 분자기체 질량은 망원경이 직접 재는 값이 아닙니다. 둘 다 전환계수와 초기질량함수라는 가정을 통과한 뒤에 나오는 유도량입니다. 케니컷-슈미트 관계의 지수 1.4, 자유낙하당 효율 약 1퍼센트, 초기질량함수의 보편성 논쟁이 각각 어떤 가정에 얹혀 있는지, 그리고 그 가정이 흔들릴 때 무엇이 함께 흔들리는지 정리합니다.