②
(가)는 중심부가 탄소, (나)는 철 → 철을 만든 (나)의 중심부 온도가 더 높음(ㄱ 틀림), 초신성 폭발은 질량이 큰 (나)(ㄴ 틀림), (나)는 안쪽으로 갈수록 무거운 원소층(ㄷ 옳음) → 정답 ②.
핵심 개념
별은 질량이 클수록 중심부 온도가 높아 더 무거운 원소까지 핵융합으로 만들며, 질량이 매우 큰 별은 중심부에 철까지 생성한 뒤 초신성 폭발을 거친다.
단서 따라가기
(가) 중심부 탄소, (나) 중심부 철철은 탄소보다 높은 온도에서 핵융합 반응으로 만들어지므로 중심부 온도는 (나)가 (가)보다 높다 보기 ㄱ (틀림 — (나)가 더 높음)
(가)는 탄소까지만 생성된 작은 별질량이 태양 정도인 별은 탄소까지 만든 뒤 행성상 성운과 백색 왜성이 되며, 초신성 폭발은 질량이 매우 큰 (나)가 거친다 보기 ㄴ (틀림)
(나) 바깥부터 수소 – 헬륨 – 탄소 – 산소 – 규소 – 철질량이 큰 별은 중심부로 갈수록 더 무거운 원소로 이루어진 층이 양파 껍질처럼 분포한다 보기 ㄷ (옳음)
정답 근거
보기 ㄷ: (나)의 내부는 바깥쪽부터 수소, 헬륨, 탄소, 산소, 규소, 철 순으로 층을 이루므로 중심부로 갈수록 무거운 원소로 이루어진 층이 분포한다. 옳은 것은 ㄷ뿐이므로 정답은 ②이다. (ㄱ은 더 높은 온도가 필요한 철까지 만든 (나)의 중심부 온도가 더 높아 틀리고, ㄴ은 초신성 폭발을 거치는 것이 질량이 큰 (나)이므로 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 (가)의 그림에도 (나)처럼 여러 층이 있어, 진화 마지막 단계에서 모든 별이 초신성 폭발을 거친다고 생각하기 쉽다.
ㄴ은 탄소까지만 만든 질량이 작은 (가)는 초신성 폭발을 거치지 않아 틀리고, 옳은 ㄷ이 빠졌다.
③
함정 작은 별일수록 에너지가 좁은 곳에 모여 중심부가 더 뜨겁다고 거꾸로 생각하기 쉽다.
ㄱ은 중심부 온도가 철을 만든 (나)가 더 높아서, ㄴ은 초신성 폭발을 거치는 별이 (나)여서 틀리고, 옳은 ㄷ이 빠졌다.
④
함정 중심부의 원소가 가벼운 탄소인 (가)가 반응이 쉬워 더 뜨겁다고 여겨, 원소 생성에 필요한 온도를 반대로 판단하기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, ㄱ은 탄소보다 높은 온도에서 만들어지는 철이 있는 (나)의 중심부 온도가 더 높아 틀리다.
⑤
함정 (가)와 (나)의 그림 크기 차이만 보고 질량과 온도의 관계를 따지지 않아 모두 옳다고 고르기 쉽다.
ㄷ은 옳지만, ㄱ은 (나)의 중심부 온도가 더 높아서, ㄴ은 초신성 폭발을 거치는 별이 (나)여서 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
별의 내부 층 구조 그림에서 중심부 원소를 읽고 별의 질량·중심부 온도·진화 경로를 추론하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
각 별 중심부의 가장 무거운 원소 확인 → 무거운 원소일수록 높은 온도가 필요함을 적용해 질량·중심부 온도 비교 → 질량에 따른 진화 경로(행성상 성운·백색 왜성 / 초신성 폭발) 적용
다음 문항 · 10번
그림은 물질 A, B를 각각 물에 녹인 수용액의 전기적 성질을 설명하는 모형을 나타낸 것이다. 다음 중 A,…
›
관련 개념
별 내부의 핵융합별의 중심부에서 높은 온도와 압력으로 가벼운 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵이 만들어지는 반응이다. 수소 핵융합으로 헬륨이, 이어서 헬륨 핵융합으로 탄소가 만들어지며, 질량이 매우 큰 별은 산소, 규소 등을 거쳐 철까지 만들어 중심으로 갈수록 무거운 원소가 있는 양파 껍질 같은 층 구조를 이룬다.
별의 진화별이 성운에서 탄생하여 일생을 거쳐 죽음에 이르기까지 변해 가는 과정이다. 별은 일생의 대부분을 중심부의 수소 핵융합으로 빛을 내며 보내고, 질량에 따라 진화 경로가 달라 태양 정도의 별은 적색 거성을 거쳐 백색 왜성이 되고, 질량이 매우 큰 별은 초거성을 거쳐 초신성 폭발을 일으킨다.
별의 진화 핵융합 반응 초신성 폭발 원소의 생성