태양계 행성들의 어머니 별 : 태양 (상)

태양계 행성들의 어머니 별 : 태양

 

생명의-근원-태양

태양은 지구가 속해있는 태양계의 중심이 되는 어머니 별로 45억 6721만 년 전에 탄생했습니다. 우주의 나이가 137억 7천만 년으로 추정하고 있는데 대략 우주의 1/3 정도 되는 기간을 살아온 샘입니다.

 

태양은 G2형 주계열성에 속하는 천체로 지구에서 가장 가까운 항성입니다. 지름은 1,392,700km로 지구의 109배나 되는 크기입니다. 둘레는 4,379,000km입니다. 빛의 속도로 태양표면을 돌더라도 14초가 넘게 걸립니다. 1초에 지구를 7바퀴 반을 돌 수 있는 속도임을 생각하고 보더라도 태양의 크기가 얼마나 큰지 감도 안 옵니다. 지구상에서 가장 빠른 제트기인 x-43으로 태양의 둘레를 달린다면 369시간 30분 정도 걸립니다. 약 15일 반나절입니다. x-43의 최고 속도는 마하 9.8로 음속의 10배에 가까운 속도입니다.

 

태양의 질량은 지구의 33만 2900배로 태양계 질량의 99.8%를 차지하고 있습니다. 부피는 지구의 130만 배로 크기로만 지구 130만 개를 담을 수 있는 사이즈입니다. 중력가속도는 273.95로 지구 중력가속도의 27.9배 즉 27.9g의 중력을 갖고 있습니다. 이 태양의 중력은 8개의 행성과 왜소 행성대를 지배하고 태양계를 순환하는 혜성에게도 영향을 미칩니다.

 

자전주기는 적도에서 25.05일 극지방에 34.3일로 속도에서 차이가 크게 나고 흑점의 이동을 관측하면서 자전주기가 다르다는 사실이 밝혀졌습니다. 태양은 우리 은하의 중심을 공전하고 있는데 공전주기는 2.25억 년에 거 2.5억 년으로 추정하고 있습니다. 공전속도는 217km/s의 속도로 은하를 돌고 있고 행성들과 태양계 내의 천체는 태양 주변을 공전하면서 태양의 공전을 따라가는 형태를 띠고 있습니다.

 

광구의 구성은 질량기준으로 수소 73.46%, 헬륨 24.85%, 산소 0.77%, 탄소 0.29%, 철 0.16%, 황, 네온, 질소, 규소, 마그네슘 등으로 구성되어 있습니다. 우주전체에 수소와 헬륨의 질량비와 흡사합니다.

 

태양의 밝기는 가시등급 -26.74으로 보름달이 -12.5등급 정도 되는 것으로 봤을 때 보름달의 약 1,000,000배 밝고, 1 등성보다는 1천억 배 밝다고 볼 수 있습니다. 낮에는 태양 이외의 천체는 볼 수 없는 이유입니다.

 

태양은 겉보기에 주황색 별로 보이지만 G2 주계열성으로 실제로는 푸른색이 약간 섞인 백색별입니다. 지구의 대기의 영향으로 해 질 녘에는 산란되어 붉게 보이지만 실제로 한낮에는 백색으로 보이고, 아무란 방해가 없는 우주에서는 흰색의 별입니다.

 

태양의 온도는 표면에서 5,800K, 코로나 온도는 200만 K, 핵의 온도는 1360만 K입니다.

태양의 중심부에서의 어마어마한 온도와 압력으로 수소핵융합을 하는데 초당 수소 6억 5700만 톤이 합쳐져서 헬륨 6억 5300만 톤을 만들고 400만 톤의 질량결손만큼 에너지로 변환합니다.

 

태양의 층상구조로 핵이 있고 핵 위에 이온화된 수소가 플라스마 형태로 있는 복사층이 존재합니다. 복사층에서는 에너지가 복사로 이동하기 때문에 복사층이라는 이름이 붙여졌고, 그 위에 대류층이 존재하고 있습니다. 태양표면에 쌀알무늬가 보이는 이유도 온도가 낮아져서 태양 내부로 가라앉는 부분과 뜨거워서 솟아오르는 부분이 쌀알 무늬의 형태로 보이는데 대류층에서 일어나는 현상입니다.

 

그 위에 태양의 표면으로 인식되는 실질적인 빛이 나오는 광구가 존재하고 그 위로 얇은 대기층인 채층이 존재한다. 채층은 개기일식 때 관측할 수 있습니다. 그위로 태양의 가장 바깥쪽에 위치한 대기층은 코로나로 역시 개기일식 때 관측할 수 있습니다. 온도가 200만 K에 달할 정도로 온도가 높기 때문에 강한 X선이 방출되는 곳이기도 합니다. 

 

태양의 수명은 123억 6500만 년으로 예상하고 있고, 약 78억 년 후면 별의 일생을 마친다고 보고 있는데 이는 지금 남아 있는 수소의 양으로 추정해 볼 수 있습니다. 64억 년 후에는 태양에 존재하는 모든 수소가 소진되어 수소핵융합을 마치고 준거성의 단계로 돌입할 것으로 보고 있고, 122억 살이 되면 수성과 금성의 궤도 이상까지 크기가 커져서 금성까지는 흡수할 것으로 예상하지만 지구는 확실치 않다고 합니다. 하지만 준거성의 단계에 돌입하면 태양의 밝기가 점점 더 밝아지면서 지구의 온도가 올라가고 생명체가 전부 사라질 것으로 보고 있습니다.. 이후에는 열에 의해 대기가 사라지기 때문에 생명체가 사는 지구라는 타이틀은 없어지게 될 뿐 아니라 이를 확인할 수 있는 방법도 없을 것입니다.

 

태양은 태양계 내의 모든 행성에 지배력을 미치는 어머니 별로 지구에 존재하는 에너지 98% 이상이 태양에 의한 에너지입니다. 태양은 분명 막대한 에너지로 위험천만한 별이지만 지구의 자연현상에 영향을 주고 있고, 생명체에게 없어서는 안 될 존재이기에 앞으로도 태양에 대한 연구는 계속될 것으로 보입니다. 

 

 

태양계 행성들의 어머니 별 (상) 마침