신비로운 우주 이야기

우리가 살고 있는 지구 그리고 태양계는 인간의 허용된 생각으로는 측정할 수 없는 거대한 우주의 광활함 속에서 아주 작은 점에 불과합니다. 약 46억 년 전, 우리은하의 한 점에서 시작된 태양계 이야기를 확인해 보겠습니다.

태양계 형성 이론의 진화

 

태양계의 기원에 대해서는 여러 가지 이론이 제시되어 왔습니다.

19세기 가장 처음 칸트와 라플라스에 의해 주장된 성운설이 있는데 이 이론은 태양계는 천천히 자전하는 고온 가스의 덩어리로부터 시작되었다고 합니다.

 

20세기 들어서는 새로운 이론들이 등장하였는데

 

첫째는 알 벤이라는 과학자가 제시한 전자설이 있습니다. 태양의 자기장을 근거로 고체 미립자로 된 우주 구름이 태양의 자기장과 중력에 의해 붙잡혀 행성들이 생성되었다고 주장하였습니다.

 

둘째는 바이츠제커라는 과학자에 의한 난류 설입니다. 초기 태양을 둘러싼 가스 원반 내부 난류로 인하여 소용돌이가 생기고 이에 따라 물질이 모여 행성이 되었다고 주장하였습니다.

 

그러나 현재 가장 널리 받아들여지는 이론은 수정된 성운설입니다.

수정된 성운설

 

첫째, 우리은하의 나선 팔에서 먼지와 가스로 이루어진 구름이 생겨났고 중력 붕괴를 일으키고 수축을 시작하였습니다.

둘째, 수축이 진행되면서 점점 회전 속도가 빨라지며 구름이 원반 형태를 갖추었습니다.

셋째, 중심부에서 온도와 밀도가 높아지면서 핵융합 반응이 시작되었고 이로써 태양의 탄생이 이루어졌습니다.

넷째, 남은 물질들이 모여 8개의 행성이 그리고 여러 천체가 다양하게 형성되었습니다.

 

태양계의 규모 그리고 위치

 

태양계는 인간이 생각하는 것보다 훨씬 엄청나게 큽니다. 고등학교 때 지구과학 선생님이 하신 말씀이 생각나는데요 인공위성끼리 서로 부딪칠 확률은 운동장 양쪽 맨 끝에서 서로 모래알 하나를 던졌을 때의 확률보다 적다고 하셨던 기억이 있습니다. 

 

태양으로부터 가장 바깥쪽의 해왕성까지 거리가 약 45억km에 달하며, 그 너머에는 카이퍼 벨트와 오르트 구름이 존재합니다. (태양계 9번째 행성이었던 명왕성은 2006년 발견된 지 76년 만에 퇴출당하였습니)

 

우리의 태양계는 은하계의 중심에서 약 2만5000 ~ 2만 8000광년 떨어진 변두리 쪽에 자리 잡고 있어 초신성 폭발과 같은 격렬한 현상이 자주 일어나는 중심부보다 상대적으로 안전하다고 합니다.

과학자들은 수억 년 후 태양이 점차 행성들을 잡아둘 수 있는 힘이 약해져 결국 태양만 혼자 남게 될 것이고 태양도 언젠가는 그 생을 다하게 될 것이라고 전망하고 있습니다.

 

태양의 주요 특성

 

- 질량 : 지구의 33만배 

- 지름 : 약 1,391,000km (지구 109개를 나란히 정렬하였을 때)

- 부피 : 지금 130만개 분량

- 나이 : 약 100억년 

- 표면온도 : 약 5500℃

- 색상 : 노란색

 

태양의 구조

1. 핵

 - 내부 온도 약 1500만℃

 - 핵융합 반응 (수소 → 헬륨)

 - 초당 400만 톤의 질량을 에너지로 전환

 

2. 광구

 - 두께 : 약 400km

 - 온도 : 5500 ℃   ~ 6000℃

 - 가시광선의 방출

 - 태양의 표면 부분

 

3. 복사층과 대류층

 - 핵에서 생성된 에너지를 표면으로 전달

 - 복사층 : 에너지가 광자의 형태로 전달

 - 대류층 : 뜨거운 가스의 상승 ↔ 하강으로 에너지 전달

 

4. 채층

 - 두께 : 약 6000km

 - 온도 : 아랫부분 4500℃  ~ 윗부분 100만℃ 이상

 - 스피클현상 발생으로 바늘 모양 가스의 분출

 

5. 코로나

 - 태양의 가장 바깥쪽 대기층

 - 온도 : 수백만 ℃

 - 태양풍 발원지

 

태양의 활동

1. 플레어

 - 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상

 - X선 및 고에너지 입자의 방출

 - 지구의 통신 시스템 영향

 

2. 홍염

 - 주로 수소가스로 발생하는 채층에서 발생하는 붉은 불꽃 모양의 가스체

 - 개기일식 때 육안 관측 가능

 

3. 흑점

 - 약 11년 주기 발생

 - 온도 : 약 4000℃  (주변보다 2000℃ 낮음)

 - 크기와 지속 시간이 다양함 (수일 ~ 수개월)

 - 태양 자기장 활동의 지표가 됨

 

태양 탐사선들과 주요 미션

1. 율리시스 호

 - 1990년 발사, 2009년 운용 종료 

 - 태양의 극지방 관측에 중점 활용

 

2. 요코

 - 1991년 발사

 - 태양 플레어 연구 및 X선 관측

 

3. 소호

 - 1995년 발사, 현재 활동 중

 - 태양 내부 구조 및 코로나 연구 진행

 

4. 파커 솔라 프로브

 - 2018년 발사

 - 태양의 근접 관측 수행 중으로 코로나와 태양풍 연구

태양이 지구에 미치는 영향

1. 기후 및 날씨 : 지구의 기후 변화 중요 역할

2. 생명 유지 : 광합성을 통한 식물 생장 및 먹이사슬 유지에 필수

3. 우주 날씨 : 태양 활동은 지구의 전자 통신에 영향을 줌.

4. 에너지원 : 풍력, 화석 연료, 태양광 등 대부분 에너지의 근원

 

태양은 우리 우주의 중심이기도 하며 지구에 빛과 열을 제공하는 필수적인 존재입니다. 핵융합 반응을 통해 끊임없이 에너지를 생성하여 방출하며 우주에 여러 가지 활동으로 영향을 줍니다.

태양의 상태에 따라 지구의 기후 뿐만 아니 우주의 날씨에 영향을 미치기 때문에 지속적인 관심과 연구가 필요합니다.

태양 흑점

태양의 흑점은 노랗고 밝게 빛나는 태양에 사람 얼굴의 검버섯처럼 어두운 반점이 보이는데 주변보다 2000℃ 가량 온도가 낮아 상대적으로 검게 보이는 현상이다.

1610년경 예수회 신부이자 천문학자인 독일의 샤이너가 발견하였습니다.

독일의 아마추어 천문가인 슈 바베는 태양의 흑점이 11년 주기로 변경되는 것을 발견하였으며 흑점은 하루 이틀 만에 사라지거나 몇 개월씩 지속되는 것도 있고 크기도 목성만큼 큰 것도 있지만 수백킬로 밖에 안되는 작은 것도 다양하게 나타난다.