태양의 특성

태양의 특성

■ 태양계의 중심, 태양 

우리가 살고 있는 지구와 같은 태양계의 행성들을 거느리고 있는 태양에 대하여 알아볼까요? 태양의 표면은 광구라고 불리우며 온도는 6000K 정도로 매우 뜨겁습니다. 태양의 온도가 6000K 정도이기 때문에 우리 눈으로 볼 때 주황색이나 노란색으로 보이게 됩니다. 태양의 표면에도 지구의 대기와 같이 지구의 표면을 둘러싼 부분이 있습니다. 태양의 대기 중 낮은 부분을 ‘채층’ 이라고 하며, 상층 대기의 경우 ‘코로나’라고 부릅니다. 태양은 표면 온도가 6000K일 정도로 뜨거우며 태양의 중심으로 갈수록 온도는 더 높아 액체나 고체로 존재할 수 없기 때문에 아주 거대한 가스 덩어리입니다. 태양의 주성분은 수소 원자이며, 태양의 에너지의 근원은 수소 원자가 융합하여 헬륨을 만들 때 나오는 엄청난 빛과 에너지입니다. 이는 약 1억 5천만km 거리에 있는 지구에 조차 1세제곱미터당 1.4kW의 에너지를 공급하고 있을 정도로 엄청난 양입니다. 

태양은 태양계의 중심으로 지구 이외에도 화성, 목성, 토성 등 태양계에 속해 있는 행성들에게 빛을 골고루 공급하고 있습니다. 이처럼 핵융합 반응을 통해서 스스로 빛을 내는 고온의 천체를 항성(恒星)이라고 하며, 태양이 바로 대표적인 항성이라고 할 수 있는 것입니다. 항성들은 모두 매우 먼 거리에 위치하고 있으며, 태양 외에 지구와 가장 가까운 항성이라 하더라도 지구에서 약 4.3광년 떨어진 거리에 있다고 합니다.

▲ 태양의 표면(출처: 에듀넷)

■ 태양의 내부 

태양의 중심부에 대하여 조금 더 알아보면 태양의 중심부는 매우 뜨겁고 기압은 수천억 기압으로 추정되고 있습니다. 지구에도 ‘핵’이 있듯이 태양도 핵을 가지고 있습니다. 지구의 핵은 철이 많이 포함되어 있어 밀도가 큰 물질로 지구 탄생 초기에 중심부로 내려가 뭉쳐져 만들어졌지만 태양의 핵은 핵융합 반응으로 수소가 헬륨으로 만들어지며 형성되고 있습니다. 핵융합 반응은 막대한 에너지를 만들어 내며 빛으로 에너지를 방출합니다. 태양에서 핵을 감싸고 있는 부분은 복사층이라고 합니다. 복사층은 핵에서 나온 에너지를 복사의 형태로 대류층까지 전달하는 구간입니다. 태양의 복사층은 핵 외부의 가장자리에서부터 대류층의 바닥까지 이어져 있습니다.

이는 우리 태양의 특징입니다. 만약 항성의 크기가 커지면 복사층과 대류층의 순서가 바뀌어 에너지 전달에 효율적인 형태로 변하게 됩니다. 대류층은 가장 태양 외부에 존재하면서, 내부의 열을 밖으로 전달하게 됩니다. 이때 뜨거운 물질이 올라오는 부분이 조금 더 밝은 색을 보이며, 상대적으로 차가운 물질이 아래쪽으로 내려가는 부분이 어두운 색을 띄게 되는데 이 모습이 마치 쌀알을 흩뿌려 놓은 듯하여 쌀알무늬라고 불리고 있습니다.

▲ 태양의 내부 구조(출처: 에듀넷)

■ 태양의 여러 가지 활동 

태양은 태양의 중심에 있는 핵에서 수소 핵융합 반응으로 생긴 에너지로 여러 가지 활동을 하고 있습니다. 태양 활동은 태양의 표면에서 일어나는 활동과 대기층에서 일어나는 활동으로 나누어 살펴볼 수 있습니다.

태양 표면에서 일어나는 활동	흑점의 변화
태양의 대기층에서 일어나는 활동	홍염, 코로나 질량 방출, 플레어 현상

먼저 흑점이란 태양의 표면에서 관측되는 검은 점처럼 보이는 것을 말합니다. 흑점은 태양 자기장에 의해 발생하는 것으로 추정되고 있습니다. 학자들은 태양의 월평균 흑점 수가 11년을 주기로 증가와 감소를 반복한다는 것을 알아내었습니다. 또한 태양 흑점이 형성되는 평균 위도 또한 주기적으로 변한다는 것을 알아내었습니다.

▲ 태양의 흑점(출처: 에듀넷)

홍염은 태양 대기의 가장 바깥쪽 부분에서 보이는 불꽃처럼 보이는 가스층을 말합니다. 주로 수소 원자로 되어 있는 불꽃은 1백만 ℃ 이상으로 붉은 색을 방출합니다. 

▲ 태양의 홍염(출처: 에듀넷)

태양의 대기층에서는 물질을 가열 또는 가속시키는 에너지가 갑작스럽게 방출되며 태양 활동 중 가장 강력한 폭발 현상이 일어나는데, 이를 플레어라고 합니다. 플레어는 단 몇 분 만에 물질을 수백만 ℃로 가열하고, 10억 메가톤 이상의 에너지를 방출합니다. 또한 플레어는 태양의 흑점이 많은 태양의 활동 영역에서 주로 발생하며 태양 흑점 주기와 발생 빈도가 일치합니다.

▲ 태양의 플레어(출처: 에듀넷)

마지막으로 코로나 질량 방출이란, 주로 전자와 양성자를 포함하고 약간의 헬륨 등의 원소들을 포함하여 폭발하는 현상을 말합니다. 코로나 질량 방출 활동은 플레어와 같은 폭발과 함께 관측되기도 하는데, 이러한 과정들의 인과 관계는 아직 확실하게 규명되지는 않았습니다. 코로나 질량 방출 주기는 태양 흑점 주기에 의해 바뀌는데, 태양 극소기 때에는 일주일에 약 1개 정도가 관측되며, 태양 극대기에는 일주일에 평균적으로 2~3개의 코로나 물질 방출이 관측되고 있습니다.

[자료출처: 에듀넷]