「태양」의 기본에 대해 알기 쉽게 설명

 

태양에 대해서

태양은 태양계의 유일한 항성 입니다. 항성이란 간단하게 말하면 스스로 빛나는 천체를 말하며, 태양계에서 스스로 빛나는 것은 태양만이 됩니다. 다른 천체는 모두 태양의 빛을 반사합니다. 이것만으로도 태양이 얼마나 거대한 에너지 덩어리인지 알 수 있다고 생각합니다. 태양은 지구의 생명에 있어서도 근본적인 에너지원이며, 우리 인간에게 에너지를 공급해 주는 것도 원래를 따라가면 태양입니다. 즉, 우리 모두는 태양에 의해 살아 있다고 해도 과언이 아닙니다. 고대 사람들이 태양을 하나님으로 바라본 것도 과연 실수가 아니었던 것입니다. 이렇게 중요한 천체인 태양에 대한 기본적인 사항을 살펴보자.

 

 

태양까지의 거리는 약 1억 5000만킬로미터이며, 이것은 시속 100킬로미터로 쉬지 않고 이동해도 약 6만 2500일 걸리는 거리입니다. 이 거리는 빛의 속도에서도 약 8분 걸리기 때문에 우리가 보고 있는 태양은 언제나 8분 전의 모습을 보고 있는 것입니다. 지름은 약 140만 킬로미터이며, 지구의 직경이 약 1만 3000킬로미터이므로 지구의 약 110배 입니다. 태양 주위를 빙빙 지구로 둘러싸려고 하면 지구가 약 340개나 필요합니다. 질량은 대략 2.0×10의 30승 킬로그램으로 지구의 약 33만배가 있으며, 이는 태양계의 총 질량의 약 99.9% 입니다. 즉 태양계란 거의 태양이므로, 우리 행성은 약간의 덤과 같은 것이라고도 말할 수 있을 것입니다.

태양은 전자기파의 형태로 에너지를 방출합니다. 전자파란 빛을 말하며, 우리가 육안으로 보이는 범위의 전자파가 가시광입니다. 간단히 말하면, 육안으로는 보이지 않는 빛도 많이 있다는 것입니다. 태양이 우주공간으로 방출되는 총 전자기 에너지량은 초당 약 3.9×10의 26승 줄입니다. 0도의 얼음을 3000톤 녹이는데 1.0×10의 12승 줄 필요하므로, 3000×3000×4000톤의 얼음을 녹이는 에너지를 매초 방출하고 있습니다. 태양을 구성하는 주요 원소는 수소와 헬륨입니다.

 

태양의 구조

태양의 내부는 직접 관측을 할 수 없기 때문에, 현재의 표준적인 태양 모델로의 해설입니다. 가장 중심(그림의 1)이 핵이라 불리는 부분이며, 여기서 핵융합 반응이 태양의 에너지원이 됩니다. 온도는 1500만 켈빈, 압력은 2500억 기압에 달하며 중심에서 약 20만 킬로미터 정도는 핵입니다. 두 번째 부분(그림의 2)은 방사층이라고 불리는 부분이며, 핵에서 생성된 에너지가 전자파의 형태로 전해져 갑니다. 이 층을 통과하는데 전자파는 약 17만년이 걸린다고 생각되는 것 같습니다. 세 번째 부분(그림의 3)은 대류층이라고 불리는 부분이며, 이 부분에서는 주로 대류에 의해 에너지가 운반되어 갑니다. 더위는 약 20만 킬로미터입니다. 대류는 흔한 물리 현상이며 물을 따뜻하게 할 때도 발생합니다. 냄비의 바닥과 표면을 물이 빙글빙글 순환하는 운동을 상기하십시오.

 

광구란?

네 번째(그림의 4)는 광구라고 하는 층이며, 우리가 직접 관측할 수 있는 부분입니다. 지금까지의 태양의 내부는 이론적으로 추측할 수 밖에 없지만, 여기로부터는 직접 관측을 할 수 있습니다. 온도는 약 6000 켈빈으로 두께는 300kg 정도입니다. 위의 그림은 입상 반점( 원래의 그림에서는 8)이라고 하는 구조이며, 태양의 표면의 대부분이 이렇게 되어 있습니다. 이것은 대류에 흔히 나타나는 현상으로, 냄비에서 액체를 끓일 때도 자주 나타나는 구조입니다. 이 광구에는 다른 부분보다 어두운 흑점 (그림에서는 7)과 다른 부분보다 밝은 백반 이라고 불리는 부분이 존재합니다. 둘 다 자기장이 관련되어있는 것 같습니다.

 

태양의 대기

광구보다 바깥쪽은 태양 플라즈마의 대기가 됩니다(그림에서는 6). 플라즈마란 기체의 온도가 높기 때문에 원자나 전자가 분리되어 양이온과 전자에 걸려 자유롭게 움직이고 있는 상태입니다. 광구 표면보다 2000킬로미터 정도는 얇은 밀도로 온도가 약 1만도의 채층이 있습니다. 위 사진의 색상이 붙어있는 부분입니다. 그 외측은 코로나 라고 불려 온도가 200만도에 달하는 플라즈마의 층이 있습니다. 모두 기일식 때 태양 주위에 빛나는 것이 코로나입니다. 코로나는 태양의 중력을 피하고 행성 사이에 고속으로 분출하고 있습니다. 이 초속 300~800킬로미터에 달하는 플라즈마의 흐름이 태양풍입니다. 태양풍은 해왕성보다 바깥쪽으로 불고 있다고 생각됩니다.

 

태양의 수명

마지막으로 태양의 수명에 대해 살펴 보겠습니다. 지구의 연구나 다른 항성의 연구 등으로부터, 태양은 이미 약 46억년 정도 존재하고 있고, 지금의 상태가 앞으로 약 60억년 정도 계속될 것으로 예상되고 있습니다. 지구는 앞으로 60억년 가까이는 안정적으로 존재할 수 있을지도 모릅니다. 물론 태양계의 외부로부터의 영향이 있는 경우는 다릅니다만. 60억년이 지나면 태양은 붉은 거성이 되고, 마지막은 백색 왜성이 될 것이다. 태양은 이 우주에 존재하는 항성 중에서 흔히 발생하는 별의 유형으로 간주되며, 비교적 질량이 작은 항성의 전형적인 일생을 보낼 것으로 예상 된다 . 태양조차도 이 우주에서 그다지 큰 별이 아닙니다!