태양계의 과거와 미래

태양계의 과거

옛날부터 현재까지 태양계의 기원설이 다양하게 제기되어 왔고, 그 중에서 현대 성운설에 의하면

태양계는 46억년 전에 거대한 분자구름의 중력적인 붕괴에 의해 만들어졌다.

이 분자구름의 폭은 수 광년이나 됐고, 아마 태양 말고도 함께 만들어진 형제 별이 많이 있을 것으로 추측된다.

 

지금의 태양계 부분이 된 태양 성운 지역이 붕괴될 때, 각운동량 보존 법칙에 의해서 어떠한 물질들이 뭉치는 점은 그 회전이 점점 빨라졌다.

회전이 빨라지니 당연히 온도가 올라갈 수 밖에 없었을 테고, 대부분의 질량이 모인 중심부는 주변의 원반 지대보다 온도가 훨씬 더 높아지기 시작했다.

수축 성운이 회전하면서, 성운 구성 물질들은 약 200 천문단위 지름의 크기의 원반으로 납작하게 눌려 공전면에 몰렸고,

그 원반에 중심에는 밀도가 높고 온도가 높은 원시별이 자리잡았다.

 

이 항성의 진화 단계에 있어 태양은 황소자리 T형 항성 상태에 다다랐을 것이라고 여겨진다.

최근 여러개의 황소자리 T 항성을 연구한 결과를 보면, 주위에 태양 질량의 0.001배에서 0.1배까지 이르는 물질들이 원반의 형태로 둘러져 있고, 질량의 상당수는 중심부에 집중되어 있음을 알 수 있다.

행성은 이 원반의 물질이 뭉치면서 태어나는 것이다.

 

그 후로 5천만년이 지나 항성 중심부의 수소 밀도가 어마무시해지면서 핵융합을 할 수 있을 정도가 된다.

표면의 온도와 압력, 밀도, 반응속도는 태양이 유체 정역학적으로 균형 상태에 도달할 때까지 상승한다.

균형 상태에 도달했을 때 태양은 성장이 갓 끝난 젊은 주계열성이 되었다.

 

 

 

태양계의 미래

지금의 태양계는 태양이 색등급도 위의 주계열 띠를 벗어나기 전까지는 지금처럼 유지될 것으로 전망된다.

하지만 태양이 죽음으로 향하는 진화를 하기 시작하면서 이 안정상태가 깨진다.

중심핵에 있는 수소를 핵융합을 하는 연료로 전부 다 쓰고나면, 중심핵을 유지하는 에너지의 양이 줄어들면서 중심핵 스스로 붕괴하게 만든다.

중심핵이 붕괴하면서 압력은 증가하게 되는데, 그 압력은 중심핵의 온도를 높이면서 연료가 더 빠르게 소진된다.

그 결과가 태양이 11억년마다 10%정도씩 밝아지는 것이다.

 

현재부터 약 54억년 뒤에는 태양의 핵에 있는 수소가 모두 헬륨으로 바뀌고, 태양의 주계열성으로서의 삶이 마감된다.

이 때 태양의 반지름은 지금보다 260배정도 까지 커지고 적색 거성 단계에 진입한다.

표면적이 크게 증가하기 때문에 온도도 큰 폭으로 낮아지면서 붉게 보이게 된다.

 

그 후 태양의 외곽층이 우주로 떨어져 나가고, 중심부에 아주 빽빽하게 압축, 밀집되어 있는 백색왜성이 남게된다.

남은 백색왜성의 부피는 지구와 비슷하지만 질량의 태양의 절반으로 그 밀도가 엄청날 것이다.

태양으로부터 떨어져나간 외곽 껍질 층은 행성상성운이라 부르는 구조를 만들것이고, 태양을 구성하던 물질 중의 일부를 우주로 돌려놓게 될 것이다.

---

태양계의 과거와 미래를 마지막으로 태양계 공부를 마무리하게 됐다.

태양계가 무엇인지 처음으로 디테일하게 찾아보면서 막연했던 우주에 대한 흥미가 더욱 커졌다.

지구과학을 넘어서 우주과학에 대해 더 공부를 해보려고 한다.

다음은 뭘 공부해야 할지 찾아봐야겠다.