이번에는 우리 지구가 속해있는 태양계, 그중에 중심에 있는 태양에 대해 알아보는 시간을 가지도록 하겠습니다.
항상 낮에 뜨는 저 해를 보면서, 우리는 어떤 생각을 할까요?
태양계의 중심 항성
태양은 우리 태양계의 중심에 있는 항성으로, 태양계의 모든 행성과 소행성, 혜성, 유성 등이 태양을 중심으로 공전하고 있습니다.
태양은 우리 생명의 근원이기도 하며, 지구에서 가장 밝게 보이는 천체입니다.
태양은 약 45억 6천만 년 전에 가스와 먼지로 이루어진 거대한 구름이 중력과 압력에 의해 붕괴하면서 형성되었습니다.
이 과정에서 태양의 중심부는 매우 고온과 고압이 되어 수소 원자들이 헬륨 원자로 핵융합되기 시작했습니다.
이렇게 태양은 핵융합 반응을 통해 엄청난 양의 에너지를 방출하게 되었습니다.
태양의 크기
태양의 지름은 약 139만 2천 킬로미터로, 지구의 109배나 됩니다.
태양의 질량은 약 1.9891×10 ^ 30 킬로그램으로, 지구의 33만배나 됩니다.
태양의 부피는 약 1.41×10 ^ 18 킬로미터 세제곱으로, 지구의 130만배나 됩니다.
태양은 태양계 전체 질량의 약 99.86%를 차지하고 있습니다.
태양의 구성
태양은 다른 별들과 마찬가지로 여러 층으로 구성되어 있습니다.
가장 안쪽에 있는 층은 핵심(core)이라고 하며, 여기서 핵융합 반응이 일어납니다.
핵심의 온도는 약 1천 5백만 켈빈이고, 밀도는 약 150그램/센티미터 세제곱입니다.
핵심 바깥에는 방사존(radiative zone)이라고 하며, 여기서는 에너지가 방사에 의해 전달됩니다.
방사존의 온도는 약 7백만 켈빈이고, 밀도는 약 0.2그램/센티미터 세제곱입니다.
방사존 바깥에는 대류존(convective zone)이라고 하며, 여기서는 에너지가 대류에 의해 전달됩니다.
대류존의 온도는 약 2백만 켈빈이고, 밀도는 약 0.0002그램/센티미터 세제곱입니다.
태양의 가장 바깥쪽 층은 광구(photosphere)라고 하며, 이것이 우리가 보는 태양의 표면입니다.
광구의 온도는 약 6천 켈빈이고, 밀도는 약 0.0000002그램/센티미터 세제곱입니다.
광구에서는 빛과 열을 우주 공간으로 방출합니다.
광구에서 발생하는 빛은 가시광선 스펙트럼에서 초록색 부분에서 가장 강렬하지만, 다른 색깔의 빛도 섞여 있어서 흰색으로 보입니다.
태양의 대기
광구 바깥에는 태양의 대기가 있습니다.
태양의 대기는 크게 세 부분으로 나눌 수 있습니다.
색구
첫 번째는 색구(chromosphere)라고 하며, 광구에서 약 2천 킬로미터 높이까지 이어집니다.
색구의 온도는 약 2만 켈빈이고, 밀도는 약 0.00000000001그램/센티미터 세제곱입니다.
색구에서는 헬륨과 수소의 원자가 빛을 방출하며, 이것이 태양의 분광을 만듭니다.
색구는 보통은 볼 수 없지만, 일식 때에는 붉은색으로 보일 수 있습니다.
코로나
두 번째는 코로나(corona)라고 하며, 색구에서부터 수백만 킬로미터 높이까지 이어집니다.
코로나의 온도는 약 200만 켈빈이고, 밀도는 약 0.0000000000001그램/센티미터 세제곱입니다.
코로나에서는 뜨거운 가스가 고속으로 우주 공간으로 흘러나가며, 이것이 태양풍(solar wind)이라고 불리는 입자의 흐름을 만듭니다.
태양풍은 태양계 전체에 영향을 미치며, 지구의 자기장과 상호작용하면 오로라(aurora)를 만들기도 합니다.
코로나 역시 보통은 볼 수 없지만, 일식 때에는 흰색으로 보일 수 있습니다.
헬리오스피어
세 번째는 헬리오스피어(heliosphere)라고 하며, 태양풍이 우리 은하 의 성간 매질(interstellar medium)과 만나는 지점까지 이어집니다.
헬리오스피어의 크기는 정확하게 알 수 없지만, 약 100천문단위 정도라고 추정됩니다.
헬리오스피어 안에는 태양계의 모든 천체들이 들어있으며, 이것은 우리 은하 속에서 태양계를 보호하는 방패 역할을 합니다.
태양의 활동주기
태양은 다른 별들처럼 변화하는 천체입니다.
태양은 약 11년마다 한 번씩 활동주기를 반복합니다.
활동주기가 높아지면 태양 표면에 흑점(sunspot)이 많이 생기고, 태양 화재(solar flare)나 코로나 질량방출(coronal mass ejection) 같은 폭발적인 현상이 자주 일어납니다.
이러한 현상들은 태양의 자기장과 관련이 있으며, 태양의 자기장은 태양의 회전과 대류에 의해 생성되고 변화합니다.
태양은 현재 주계열성 단계에 있으며, 앞으로 약 50억 년 동안은 계속해서 수소를 핵융합할 것입니다.
그러나 언젠가는 중심부의 수소가 다 소모되면서 태양은 거대한 변화를 겪게 됩니다.
이번 포스팅에는 태양에 대해 알아보는 시간을 가졌습니다.
다음 글에서 보다 재미있고 흥미로운 주제로 글을 작성하도록 하겠습니다.