태양이 무엇인지 심층적으로 알아보자

지난번에 태양계의 전반에 대해 알아봤는데, 이제 조금 더 심층적으로 공부를 해볼까 한다.
그 첫번째로는 당연히 태양에 대해 알아봐야 하지 않을까?

태양은?

태양은 태양계의 중심에 위치하면서 태양계 내에 있는 천체를 중력으로 지배한다.
그 중력만으로 다른 천체들이 궤도를 벗어나지 않게 꽉 잡고 있는 것이라고 보면 된다.
실로 엄청난 힘이 아닐 수 없다.
또한 인류가 표면을 관찰할 수 있는 가까이 놓여 있는 유일한 항성인데, 그만큼 가깝기 때문에 관찰이 가능한 것이다.
'수성이나 금성이 더 가깝지 않아?'라고 되묻는다면 '항성'이라는 점에 집중하자.

태양의 질량은 태양계를 구성하는 물질의 거의 대부분을 차지하고있다.
약 지구질량의 33만 2,900배에 다르는 어마어마한 질량 때문에 그 내부는 핵융합이 일어나기 충분한 밀도가 유지될 수 있고,
그 핵융합 반응으로 발생되는 엄청난 양의 에너지는 전자기 복사의 형태로 우주로 방출된다.
방출되는 전자기 복사 중 400~700 nm(나노미터) 부분이 우리가 흔히 가시광선이라고 부르는 영역으로, 우리의 눈으로 볼 수 있는 영역이다.
가시광선이 없었다면 아마 우리는 우리가 보고 있는 세상을 지금과는 다르게 봤을 것이다.

태양의 표면 온도는 약 5,800 캘빈으로 분광형상 G2 V에 속하는데, 여기에 속하게 되면 ‘질량이 큰 편인 황색 왜성’으로 분류된다.
그렇다고 해서 태양이 작은 별(왜성)은 아니다.
우리 은하 내에 있는 모든 별들 가운데 태양은 꽤 무겁고 밝은 별에 속한다.

색 등급도는 항성의 밝기와 표면 온도를 축으로 해서 항성을 평면 위에 표시한다.
이 표에 따르면, 뜨거운 별은 대체로 밝고, 차가운 별은 대체로 어둡다.
이 표의 법칙을 따르는 별들은 주계열이라고 불리는 띠 위에 몰려 있고, 태양은 이 띠의 가운데에 자리 하고 있다.

주계열 위에서 태양은 ‘생애의 가운데’로 여겨지는데, 이것은 태양이 아직 핵융합을 하는것으로 중심핵에 있는 수소를 모두 소진하지 않았기 때문이다.
생애의 가운데라는 말이 뭘까 했는데 설명을 듣고 나니까 태어남과 죽음의 사이라는 의미인 것 같다.
태양은 점점 천천히 밝아지고 있고, 처음 생겨났을 때의 밝기는 지금의 70% 수준이었다.
그럼 지구도 지금보다 덜 밝았을지가 궁금해진다.

태양은 종족 I 항성으로, 우주 진화의 후기 단계에 생겨났고, 수소나 헬륨보다 무거운 ‘금속’을 종족 II 항성보다 많이 가지고 있다.
무거운 원소는 오래전 무거운 별이 폭발하면서 중심핵에서 만들어진 원소들이 방출되는데,
따라서 우주가 태어난 뒤에 생긴 1세대 항성에는 이런 무거운 원소가 없었을 것이고, 1세대가 죽음을 맞이하면서 우주에는 무거운 물질이 흩어지게 된 것이다.
태양에 무거운 원소가 풍부하다는 것은 태양 주위에 행성계가 형성되어 있다는 것과 밀접한 연관이 있는데, 그 것은 행성은 금속함량이 중력으로 뭉치면서 태어나기 때문이다.

행성간 매질이란?

태양을 공부하면서 알아야하는 것 중에 하나가 행성간 매질이다.

태양은 태양풍을 지속적으로 발산한다는데, 이것은 빛과 함께 대전된 입자인 플라즈마의 지속적인 흐름이다.

태양풍은 시속 150만km의 속도로 퍼져나가고, 희박한 태양권을 만드는 데까지 최소한 100AU까지 퍼져나간다.

이렇게 퍼져나간 입자가 행성간 매질이다.

 

태양의 표면에서 발생하는 플레어나 코로나 질량 방출같은 지자기 폭풍은 태양권의 어지럽히고 우주의 기후를 만든다.

태양권 내에서 가장 큰 구조물은 태양의 회전 자기장으로 인해서 행성간 매질에 만들어지는 나선형 형태의 태양권 전류편이다.

 

지구가 가진 자기장은 태양풍이 지구의 대기를 벗겨내는 것을 막아주는 역할을 한다.

반면 금성이나 화성의 경우는 자기장을 가지고 있지 않아서 태양풍이 그것들의 대기를 우주로 새어나가게 하고 있다.

지구의 자기장과 태양풍의 상호작용으로 인해 대전된 입자는 지구의 초고층 대기에 수직으로 흐르게 되는데,

이 작용으로 인해서 자기극 근처에 오로라가 생성된다.

 

오늘은 태양과 행성간 매질에 대해서 공부를 해봤다.

지난 번보다 뭔가 더 태양과 태양계 그리고 다른 천체들에게 흥미가 생기는 것 같다.

갑자기 왜 태양계에 꽂혀서 이런 공부를 하게 된 건지는 모르겠지만 당분간은 태양계 덕후가 되어봐야겠다.