태양을 피하는 방법 우주학 태양 3

태양을 피하는 방법 우주학 태양 3

코로나

코로나는 태양에서 확장되어 나온 바깥쪽 대기로 태양 본체보다 부피면에서 훨씬 더 크다. 코로나는 연속적으로 우주공간으로 확장되어 태양풍을 형성하며 이는 태양계 전체를 채우고 있다.  태양 표면에서 매우 가까운 저층 코로나의 입자 밀도는 약1015~1016m3이다.

코로나와 태양풍의 평균 온도는 약 1,000,000에서 2,000,000K이지만 가장 뜨거운 영역의 온도는 8,000,000~20,000,000 켈빈이다. 이처럼 코로나가 본체 표면보다 훨씬 더 뜨거운 이유를 완벽히 설명하는 이론은 아직 나오지 않았으나 자기 재별합이 최소한 이러한 온도 상승의 원인 가운데 하나로 알려져 있다. 그러므로 태양풍 플라스마로 가득 채워진 태양 주변의 태양권은 태양반경의 20배 정도 되는 곳부터 태양계 바깥 경계면까지 뻗어 있다. 태양권의 안쪽 경계는 태양풍이 흐르는 속도가 알페인파보다 빨라지는 곳이다. 이 안쪽 경계 바깥쪽의 난류 및 동역학적 힘은 안쪽 태양 코로나이 모양을 바꾸지 못하는데, 그 이유는 알페인파보다 빠른 속도로 이동할 수 없기 때문이다. 태양풍은 바깥쪽으로 계속하여 태양권을 뚫고 움직이면서 파커 나선 모양의 태양 자기장을 형성하고 태양과 50천문단위 떨어진 거리에서 태양권계면과 충돌한다. 2004년 1월 보이저 1호는 태양권계면의 일부로 생각되는 충격파 지대를 통과했다. 보이저 1호 및 2호 둘 다 경계면을 지나가면서 고에너지 입자들의 존재를 기록했다.

태양과 지구

태양은 항성종족 1 또는 제3세대 별로 , 한개 이상의 가까운 초신성이 영향을 일으켜 생성되었다고 여겨지기도 한다. 이는 태양계 내부에 금이나 우라늄같은 중원소가 풍부하다는 것에 근거하여 주장되었다. 이러한 원소들은 초신성에서 에너지를 흡수하는 핵반응이나 2세대 별 내부에서 중성자 흡수를 통한 핵변환에 의해 생성되었을 가능성이 있다. 그렇기 때문에 햇빛은 지구의 주요 에너지원이다. 

태양과 지구와의 거리는 평균 약 1억 4960만 킬로미터로 1AU이다. 직사광선을 통해 단위 면적에 축적되는 에너지의 양을 태양 상수라 하는데, 1 AU의 거리에서 m2당 1368와트의 값이 된다. 하지만 지구 표면에 도달하는 햇빛은 지구의 대기가 약화시켜 맑은 하늘에 태양이 머리 위에서 비출 떄에 제곱미터당 1,000 와트 장도가 된다고 한다. 이러한 에너지는 여러자연적인 합성을 통해 동력으로 변환 될 수 있다. 식물의 광합성은 햇빛의 에너지를 화학 물질로 바꾸며, 지표면을 데우거나 태양 전지를 이용해 전기로 바뀌기도 한다. 석유를 비롯한 화석 연료는 오래전에 광합성으로 햇빛이 바뀐 것이다. 반면 태양의 자외선은 살균에 유용하며, 가구나 물의 소독에 사용되나. 자외선은 피부 살을 태울 수도 있으며, 피부에서는 햇볕으로 비타민디를 합성하기도 한다.

 자외선은 지구의 오존층이 약화되기 때문에 위도에 따라 자외선 양이 크게 변하여 사람의 피부색이 달라지는 원인이 되기도 한다. 그리고 지구에서 관측할 때에, 태양은 1년 동안 하늘을 가로지르게 된다. 매일 같은 시간에 관측할 때에 태양 위치가 변하는 모양을 살펴보면, 남북 방향의 축을 따라 8자를 그리고 있음을 알 수 있는데, 이를 아날렘마라 한다. 이는 지구의 자전축이 태양에 대해 약 23.5도 기울어져 있기 때문이며 남북으로의 이동은 계절이 구분되는 주요 원인이 된다. 그렇기 때문에 태양이 떠오르거나 서쪽으로 질 떄 노루꼬리 라는 흔치 않은 현상이 발생하기도 한다. 이 현상은 서쪽으로 막 넘어간 태양에서 나온빛이 역전층을 통과하여 껶여 관측자의 눈에 들어올 때 생긴다. 파장이 짧은 빛은 파장이 긴 빛보다 더 많이 꺾이는데, 보라와 파랑색이 빛이 좀 더 꺾여서 우리 눈에는 마치 초록색인 것처럼 보이게 된다. 따라서, 태양은 활발하게 활동하고 있다. 태양에는 11년의 주기로 강도가 바뀌는 자기장이 형성되어 있다. 태양 자기장은 태양활동이라 불리는 여러 현상들을 발생시키는데, 태양 표면의 흑점이나 태양 플레어, 태양풍 등이 이에 속한다. 또한, 지구의 중위도나 고위도에 오로라를 발생시키며 라디오 전파나 전력을 교란시키기도 한다. 태양활동은 또한 태양계 형성과 발전에 기여하기도 했다. 태양활동은 또한 지구 외부 대기의 구조를 변화시킨다. 태양은 지구와 가장 가까운 항성이고, 과학자들 이심층적으로 연구 하였지만, 태양에 대한 의문점은 남아있다. 근래에는 태양 흑점의 규칙적인 활동주기, 코로나의 물리와 기원, 태양풍의 기원등이 화제가 되었다.

태양과 고대 문화

동아시아에서 태양을 큰 양의 기운만이 모인 것으로 보아 태양이라 불렀다. 각국 고대 문화에서 태양신을 기념하였으며, 스톤헨지 같은 즉정 시기의 태양 위치를 표시하는 거석문화를 남기기도 했다. 동아시아의 문화서 태양은 임금을 상징했으며 흑점이나 일식은 좋지 않은 조짐으로 여겼다.  한국에서는 삼국시대 이후로 이러한 태양과 관련된 변화를 관측, 예측하기 위한 관리를 두었으며, 고구려에서는 일신에 해마다 제사를 지냈다. 제사를 포함한 일상 생활의 기준이 되는 태음태양력 또한 태양과 달을 기준으로 한 것이다. 

고대 이집트 문화의 신화에서 파라오는 태양신 라의 아들로 여겨졌고, 이 때문에 고대 이집트 사회에서 태양은 매우 신성시된 존재였다. 사실 태양신의 지위는 라 이외에도 호루스,아문,아톤과 같이 주신으로 간주된 신은 모두 태양신으로 불렸을 만큼 이집트에서 태양은 권력을 상징하는 존재였다. 태양의 일생은 주계열성 단계에 있으며, 나이는 핵우주 연대학 컴퓨터 모형에 따르면 45억 6720만 년이다. 45억 6700만년 전 수소 분자구름의 빠른 중력 붕괴로 황소자리 종족 항성이자 3세대 항성인 태양이 탄생했다. 그리고 45억 3200만년전 중심핵에서 양성자-양성자 연쇄반응을 시작하여주계열 단계로 진입하였다. 태양은 중심핵에서 수소를 태워 헬륨으로 바꾸는 핵융합 작용을 하는 주계열성 단계 중반부에 접어든 상태이다. 태양핵은 초당 물질 4백만톤을 에너지로 바꾸고 있으며, 중성미자와 태양복사에너지를 생산한다. 이 속도라면 태양은 일생동안 지구 질량 100배에 해당하는 물질을 에너지로 바꿀 것이다. 태양은 주계열단계에서 약 109억 년을 머무를 것이다. 또한 태양은 질량이 작아 초신성 폭발을 일으키지 못하는 대신, 적색거성으로 부풀어 오를 것이다. 

지구는??

지구가 어떻게 될지는 확실하지 않다.

태양은 지구 궤도까지 부풀어 오를 것으로 예상되지만, 적색 거성 단계인 태양은 질량을 잃은 상태이기 때문에 지구를 호함한 행성들은 현재 위치보다 뒤로 물러나게 된다. 이 경우 지구는 태양에 흡수되는 일은 면하게 된다. 그러나 새로운 이론은 태양의 기조력으로 지구가 태양에게 흡수될 것으로 예상하고 있다. 지구가 살아남는다고 하더라도 바다는 끓어서 기체가 될 것이고 대기와 함꼐 우주 공간으로 달아날 것이다. 사실 주계열성 단계에서도 태양은 서서히 밝아지면서 표면 온도가 올라가고 있다. 점진적으로 태양 광도가 커져 약 7억년내로 지구상은 인간이 살 수 없는 환경으로 바뀔 것이다. 이때가 되면 생명체는 지구상에 존재할 수 없게 된다. 동식물이 멸종하면 지구내부에서 나오는 온실기체를 정화시킬수 있는 수단이 없어진다. 따라서 온도는 급소이 오르게 되며 동식물이 멸종된지 1억년도 채 안돼서 지구 표면은 끓는점에 도달하게 된다.