태양

태양 

 

태양은 지구에서 가장 가까운 항성으로 태양계에 있는 모든 생명의 원천입니다. 태양은 태양계 내에서 스스로 빛을 내는 유일한 천체입니다. 태양이 내는 빛은 무려 1억 5000만km 떨어진 지구를 따뜻하게 만들어 지구의 모든 생명이 살 수 있도록 만들어 줍니다.

이러한 태양은 어떻게 만들어졌을까요?

우주는 수많은 은하로 이루어져 있습니다. 은하 안에는 가스와 우주 먼지들이 있는데, 이들이 모여 질량이 태양의 10분의 1에서 10배에 달하는 가스 성운이 만들어지게 됩니다. 별은 바로 이곳 성운에서 태어납니다. 우주 공간에는 물질이 많지 않기 때문에 이곳 성운 역시 평균 밀도가 낮고, 온도도 -27℃ 정도로 낮습니다. 겨울에 사람이 꽉 찬 곳보다 사람이 띄엄띄엄 있는 곳에서 훨씬 춥게 느껴지는 것과 같은 원리이지요. 이렇게 온도가 낮은 성운 속 기체 먼지들은 거의 멈춘 상태로 어느 한 지점에 뭉치는 일은 쉽게 일어나지 않지만 은하 사이의 충돌이라든지 '초신성 폭발'이 일어나면 그 충격으로 골고루 분포되어 있던 기체나 가스들이 모여 좀 더 빽빽한 곳이 생겨나게 됩니다.

 

▲성운(왼쪽: 독수리 성운, 오른쪽: 말머리 성운)

바로 이곳으로 또 다른 가스와 우주 먼지가 몰려들어 뭉쳐지는데 이러한 덩어리가 커지면 그 열과 압력에 의해 스스로 붉은 빛을 발하는 완전한 별이 태어나게 됩니다. 태양도 약 46억 년 전에 이런 과정을 통해 만들어졌다고 추측할 수 있습니다. 별의 진화 이론에 의하면 태양은 성운에서 안정된 별이 되기까지 약 5000만 년이나 걸렸다고 전해집니다. 

 

태양의 외부는 태양에서 눈에 직접 보이는 표면인 광구, 광구 바로 위 대기층인 채층, 채층 바깥쪽에 이어지는 대기층인 코로나 등으로 이루어져 있습니다. 빛을 거의 차단하여 태양의 표면(광구)을 살펴보면 검은 점들을 발견할 수 있는데 이것은 ‘흑점’이라 불리는 것들로 1613년 갈릴레이에 의해 처음으로 관측되었습니다. 흑점은 주변보다 상대적으로 온도가 낮아서 어둡게 보이는 곳으로 흑점 하나의 크기는 지구의 6배~10배 정도입니다. 흑점의 수는 약 11년을 주기로 많아졌다가 줄어드는 것으로 알려져 있습니다.

▲태양(출처: 에듀넷)

태양은 긴 세월 동안 지구의 기후 변화를 주도해 왔습니다. 태양 표면의 흑점 수·태양 폭발 횟수 등은 지구 기후 변화를 가져오는데 1645년에서 1725년까지 70년 동안에는 태양 흑점이 거의 사라진 듯 드물었는데, 그 당시 북반구의 기온은 비정상적으로 낮았고, 또 흑점의 극소기인 1912년, 1953년, 1976년에는 전 지구적인 가뭄이 있었던 것으로 기록되고 있습니다. 흑점 활동은 지구로 말하면 화산 분출과 마찬가지로, 태양 흑점 폭발은 수소폭탄 100만 개 이상의 위력을 가진 것으로 추정되고 있습니다. 이런 자료를 토대로 태양 활동과 지구의 기후 사이에 대한 관련성 연구가 진행 중입니다. 

▲태양의 흑점(출처: 에듀넷)

그렇다면 이러한 태양은 과연 언제까지 빛을 낼까요? 수소 핵융합 반응을 하는 태양의 중심부 온도는 약 1500만℃, 압력은 100억 기압 정도입니다. 수소 폭탄처럼 수소 원자 네 개가 헬륨 원자 한 개로 바뀌는 핵융합 반응이 계속 일어나 막대한 에너지를 발생시키고 있는 것이지요.

▲핵융합 에너지 발생 원리(출처: 에듀넷)

태양에서는 발생하는 열에너지에 의해 부풀어 오르려는 힘과 태양의 중력이 중심을 향해 내리 누르려는 압력이 평형을 이루어 태양은 언제나 일정한 모습을 유지하고 있답니다. 태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 기대되고 있습니다. 이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과입니다. 약 50억 년이 지나면 태양의 중심부에는 헬륨만 남아 있게 되고 태양은 더 이상 에너지를 생성할 수 없어 수축되어 갈 것입니다. 중심부가 수축함에 따라 생기는 열에너지로 인해 수십 억 년 후에는 엄청난 크기로 폭발해 지구를 집어삼키게 되고, 그 때쯤이면 인류는 사라진 지 이미 오래일 것입니다. 

[자료출처: 에듀넷]