③
중심부에 철이 있는 양파 껍질 구조라 질량이 태양보다 매우 큰 별(ㄱ 옳음), 이런 별은 초신성 폭발을 할 수 있고(ㄴ 옳음), 철은 핵융합으로 더 무거운 원소를 만들지 못함(ㄷ 틀림) → 정답 ③.
핵심 개념
질량이 태양보다 매우 큰 별은 중심부에서 핵융합으로 철까지 만들고, 진화의 마지막에 초신성 폭발을 일으킨다.
단서 따라가기
중심에 철, 바깥으로 규소·산소·탄소·헬륨·수소 층태양 정도의 별은 탄소·산소까지만 만들고, 철까지 만드는 별은 질량이 태양보다 매우 큰 별이다 보기 ㄱ (옳음)
철로 된 중심부를 가진 질량이 큰 별질량이 매우 큰 별은 진화의 마지막 단계에서 초신성 폭발을 일으킨다 보기 ㄴ (옳음)
가장 안쪽 중심이 철별의 핵융합으로 만들어질 수 있는 가장 무거운 원소가 철이며, 철보다 무거운 원소는 초신성 폭발 과정에서 생성된다 보기 ㄷ (틀림)
정답 근거
보기 ㄱ: 중심부에 철이 있다는 것은 핵융합이 철까지 진행되었다는 뜻이며, 이는 질량이 태양보다 매우 큰 별에서만 일어난다. 보기 ㄴ: 질량이 태양보다 매우 큰 별은 진화 과정의 마지막에 초신성 폭발을 할 수 있다. 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ이고 정답은 ③이다. (ㄷ은 별의 핵융합으로 만들어질 수 있는 가장 무거운 원소가 철이라 틀리다.)
선지별로 왜 틀렸나
①
함정 초신성 폭발은 아주 특별한 별에서만 일어난다고 여겨, 중심에 철이 있는 별과 초신성 폭발을 연결하지 못하기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, 이 별이 진화 과정에서 초신성 폭발을 할 수 있다는 옳은 ㄴ이 빠졌다.
②
함정 중심으로 갈수록 무거운 원소가 만들어지는 그림의 흐름을 이어서, 철도 핵융합해 더 무거운 원소를 만든다고 생각하기 쉽다.
ㄷ은 별의 핵융합으로 만들어지는 가장 무거운 원소가 철이라 틀리고, 옳은 ㄱ, ㄴ이 빠졌다.
④
함정 별의 질량을 그림의 크기로 판단하려 하거나 태양도 비슷한 층 구조를 가진다고 여겨 ㄱ을 빼기 쉽다.
ㄴ은 옳지만, ㄷ은 철보다 무거운 원소가 핵융합으로 생성되지 않아 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 철보다 무거운 원소가 초신성 폭발 때 만들어진다는 내용을 '별 중심부의 핵융합'으로 섞어 기억해 ㄷ도 옳다고 고르기 쉽다.
ㄱ, ㄴ은 옳지만, ㄷ은 별의 중심부 핵융합으로는 철까지만 만들어지므로 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
별의 내부 구조에서 중심부 원소를 근거로 별의 질량과 진화 과정을 추론하고, 핵융합으로 생성되는 원소의 한계를 판단하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
별의 중심부 원소를 확인 → 중심 원소로 별의 질량 범위(태양 정도 / 태양보다 매우 큼) 판정 → 그 질량의 별이 겪는 진화 과정과 생성 가능한 원소의 한계 적용
다음 문항 · 7번
그림은 화합물 XY와 Z₂Y의 화학 결합을 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>…
›
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.
초신성 폭발질량이 매우 큰 별이 진화의 마지막 단계에서 중심부가 급격히 붕괴하며 일으키는 거대한 폭발이다. 이 과정에서 철보다 무거운 원소가 만들어지고, 별 내부에서 만들어진 원소들과 함께 우주 공간으로 흩어져 새로운 별과 행성을 만드는 재료가 된다.
별의 진화 핵융합 초신성 폭발 무거운 원소의 생성