[평가원 자료분석 13]20190912

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음 간만에 천체 기출문제를 다뤄보네요. 천체 파트가 지구과학2에 있었던지라 평가원 기출문제가 생각보다 많이 희귀합니다..9월 모의평가부터 전범위고 6월 모의평가는 천체가 범위가 아니었거든요.

오랜만에 잡아 온 천체 기출인 만큼 꼼꼼한 자료해석과 기본 개념을 기반으로 한 문제 해석 시작하겠습니다.

출제 의도는 별의 진화와 별의 내부 구조를 질량에 따라 생각할 수 있는지 묻는 문제네요.

자료 (가)는 늘 등장하는 H-R도입니다. 표면온도와 광도와의 관계에서 표면온도가 증가할 때 광도 역시 크게 증가한다는 사실을 알 수 있고, 무거운 별일수록 표면온도가 높습니다.

왜냐하면 무거운 별이 생성될 때 수소 핵융합 반응이 더 활발하고 빠르게 일어나는데 핵융합 반응에 의해 에너지가 생기고, 이 에너지는 광도와 관련이 있기 때문입니다.

(여담으로 제가 요즘 연구하는 내용이 초신성의 등급과 초신성 폭발 과정에서 일어나는 핵반응의 관계성입니다)

다시 본론으로 돌아가서, 자료 (가)를 통해 A와 B의 질량을 판별할 수 있는 단서가 하나 더 있습니다. 바로 주계열성으로 진화하는 속도인데요, 질량이 큰 별일수록 중력수축이 빠르게 일어나기에 주계열 상태에 빠르게 도달한다는 사실을 파악할 수 있습니다.

그러니까 자료 (가)를 통해서 A가 질량이 큰 별, B가 질량이 작은 별이라고 정리할 수 있겠네요.

자료 (나)에서는 교과서나 수특에 자주 나오는 항성의 내부 구조인데, 무거운 별의 내부 구조와 가벼운 별의 내부 구조를 명확하게 이해할 수 있어야 합니다. 무거운 별의 내부 구조는 대류핵이 존재하고, 가벼운 별의 내부 구조는 복사층이 두텁다는 특징이 있습니다.

그러므로 ㄱ은 질량이 작은 별, ㄴ은 질량이 큰 별입니다.

이제 문제를 풀어볼게요.

ㄱ,ㄴ은 자료 분석을 통해 이미 파악된 내용입니다. 늘 말하지만 개념을 가지고 자료분석만 명확히 하면 선지 2개는 항상 공짜입니다.

이제 ㄷ만 보면 되겠네요. (ㄱ)이 질량이 작은 별, (ㄴ)이 질량이 큰 별인데 핵에서 CNO 순환 반응은 질량이 큰 별일수록 잘 일어납니다. CNO사이클은 탄소와 질소, 산소를 촉매로 해서 헬륨 원자핵을 만들어내고, 이 헬륨 원자핵이 헬륨 핵융합 반응에 사용되어서 점점 더 무거운 원자핵을 만들게 됩니다. 그러니까 더 무거운 원소를 만들고 더 큰 에너지를 내는 무거운 별에서 CNO 사이클이 활발하겠지요.

문제를 이해하고 개념을 적절하게 활용해서 자료를 분석한다면 지구과학1 자료 분석 문제는 정복할 수 있습니다. 오늘도 파이팅!!