태양을 피하고 싶었어~ 태양과 우주학

태양을 피하고 싶었어~ 우주학 | 태양

태양

태양은 태양계 중심에 있으며 지구에서 가장가까운 항성 (또는 별)이다.

본래 한국어로 해라고 하며, 태양이란 한자어는 음양 가운대 가장 큰 양이라는 뜻이다. 지구를 비롯한 태양계 여러 행성과 소행성, 유성, 혜성 등의 천체가 태양을 중심으로 돌고 있다. 지구는 태양을 일정한 구도로 공전하고 있으며, 그렇기 때문에 지구에서 바라보는 태양은 연중 일정한 궤도를 운행하는 것처럼 보인다. 이 궤도를 황도라 한다. 지구는 태양을 공정하는 것 이에도 스스로 24시간에 1회 서에서 동으로 자전하기 때문에, 지구 표면에서 관측자 눈에는 태양이 동쪽 지평선에서 떠올라 일정 시간 동안 하늘을 서쪽으로 횡당한 뒤 서쪽 지평선 아래로 지는 것처럼 보인다.

태양 수명은 약 123억 6500만년이고 연대학에 따르면 45억 6720만년 전에 형성되었다. 분광형은 G12v이미 비공식적으로 "노란색별"로 불리는데, 그 이유는 태양이 지구에서 황색으로 보이기 때문이다. 실제로는 가시광 복사가 스펙트럼상 초록 부분에서 가장 강렬하다. 다만 실제로 우주에서 보면 태양은 다만, 실제로 우주에서 보면 태양은 g형 주계열성이므로 흰색으로 보인다. 이 분광형 표시에 있어서 G2는 태양 표면의 유효 온도가약 5,778K 캘빈임을 V는 주우의 다른 대다수 별과 마찬가지로 태양이 원자 핵융합에서 초당 4억 3천만~6억 톤의 수소를 태운다. 

태양은 천문학자들에게 있어 한때는 작고 상대적으로 눈에 띄지 않는 별이었으나 이제는 우리 은하 별들 중에서 밝은 축에 드는 존재로 인정되고 있다. 우리 은하 별 대부분은 작고 어두운 적색 왜성이다. 이들은 아무리 밝아도 태양 밝기 10%에 불과하다. 태양의 지름은 약 139만 2천 킬로미터로 지구보다 109배  크며, 질량은 2x1030킬로그램으로 지구보다 약 33만배 무거워 태양계 전체 질량의 약 99.86%를 차지한다. 

태양 질량 약 4분의 3은 수소, 나머지 4분의 1은 대부분 헬륨이다. (풍선을 하늘높이 날아가게하는 공기보다 가벼운 그 헬륨) 총질량 2퍼센트 미만이 산소, 탄소, 네온, 철 같은 무거운 원소들로 이루어져 있다. 태양의 뜨거운 코로나는 우주 공간으로 연속적으로 뻗어 있으며, 역에서 대략 100천문 단위 거리 태양 권계면까지 뻗어 있는, 대전된 입자의 흐름인 태양풍이 만들어진다.

태양풍이 만들어낸 성간 매질 속 거품 구조인 태양권은 태양계 내에서 가장 거대한 구조이다.

태양은 우리 은하 중심을 약 24,000~26,000광년 거리에 두고 은하계 북극 방향에서 볼 때 시계 방향으로약2억 2천5백만~2억 5천만 년에 1회 돌고 있다. 

우리 은하가 우주 배경 복사 (CMB)에 대해 물뱀자리 방향으로 초당 550킬로미터 속도로 움직이고 있기 때문에, 태양의 우주 배경복사에 대한 종국적 속도는 컵자리 또는 사자자리 방향으로 초당 370킬로미터가 된다. 태양은 현재 우리 은하 오리온 팔의 안쪽 경계 내 국부 거품 영역의 국부 항성간 구름 속을 여행하고 있다. 태양에서 17광년 이내 가까운 별 50개 중 4.2광년 떨어진 센타우루스 자리 프록시마가 제일 가까운 이웃 항성이다. 태양은 네번째로 무거운 별이다

태양은 백색광을 내지만 지구 표면에서 볼떄 파란색 빛을 일으키는 대기 산란 때문에 노란색으로 보일 수 있다. 태양은 지구와 대략 1억 4960만 킬로미터 떨어져 있으나, 정확히는 매년 1월 근일점에서 가장 가까워지고 7월 원일점에서 가장 멀어진다. 빛이 태양을 출발하여 이 거리를 지나 지구까지 오는 데에는 약 8분 19초가 걸린다. 태양의 절대 등급은 +4.83이나 지구에서 가깝기 때문에 겉보기 등급은 -26.74로 아주 밝게 보인다.

지구에 도착한 햇빛 에너지는 식물의 광합성을 일으켜 거의 모든 지구상 생명체의 생존을 가능하게 하며 지구의 날씨 및 기후를 만든다. 인류는 선사 시대 이래로 태양이 지구에 미치는 막대한 영향 및 중요성을 알고 있었으며 일부 문화권에서는 태양을 신으로 숭배하기도 했다. 태양에 대한 정확한 과학적 지식의 발달 속도는 느렸으며 19세기까지도 천문학자들은 태양의 물리적 조성 및  에너지 원천에 대해 아는 것이 별로 없었다. 현대에도 태양에 대한 모든 것이 밝혀진 것은 아니며 태양의 불규칙한 활동이 일어나느 원인은 아직까지 명확히 밝혀지지 않고 있다.

태양의 내부

태양 내부를 눈으로 직접 볼 수는 없으며 태양 자체도 전자기복사에 대해 불투명하다. 그러나 지질학에서 지구내부 구조를 밝히기 위해 지진이 만든 파장을 이용하는 것과 마찬가지로 성진학에서는 태양 내부를 관통하는 초저주파음을 이용하여 태양 내부 구조를 분석하고 시각화한다.

태양 깊은 내부를 연구할 목적으로 컴퓨터 모델링을 이론적 도구로 사용하기도 한다.

태양의 핵 가장 안쪽에는 철이 있다. 두번째 핵은 황, 규소가 있다. 3번째는 산소, 마그네슘, 네온이 있고, 4번째는 산소, 탄소가 있고, 5번째는 헬륨이, 그리고 마지막 층에는 수소가 있어, 총 6개의 막으로 이루어져있다.

태양핵

태양핵은 태양 반지름 중 중심에서 약 0.2-0.25 퍼센트 거리의 영역이다.

중심부의 밀도는 물의 150배이며 온도는 13,600,000k이다. 최근 SOHO의 분석에 따르면 중심핵 부분은 그 위 복사층보다 빠르게 자전하고 있다고 한다. 태양은 일생 대부분의 기간동안 양성자-양성자 연쇄 반응이라는 이름의 핵융합으로 에너지를 만든다. 이 과정을 통해 수소는 헬륨으로 변환된다. 태양 내부에서 생산된 헬륨 중 2퍼센트 미만은 CNO순환을 통해 만들어지고 핵융합을 통해 감지 가능한 수준의 열을 만드는 유일한 장소이다. 태양 중심에서 반지름 24퍼센트 지점까지 태양 에너지의 99퍼센트가 생산되고 반지름 30퍼센트 지점에서 융합 작용은 거의 멈춘다. 

30퍼센트부터 최외곽까지 나머지 부분은 중심핵과 핵 바로 바깥 층에서 바깥으로 전달되는 에너지로 가열된다. 핵에서 융합을 통해 만들어진 네어지는 층 여러개를 통과한 뒤 광구에 도착하고, 햇빛 또는 입자들의 운동 에너지 형태로 우주로 달아난다. 양성자-양성자 연쇄 반응은 태양 중심핵에서 매초 약 9.2x1037회 일어난다 이 반응은 양성자 4개를 사용하기 때문에 매초 3.7 x 1038개 또는 약 5,945x1011kg의 양성자를 알파 입자(헬륨원자핵)로 바꾼다. 

수소를 헬륨으로 융합하면서 0.7%의 융합된 질량을 에너지로 방출하므로 태양은 초당 426만 메트릭 톤의 질량-에너지 전환율로 에너지를 방출하는데, 이 질량은 에너지를 만들어내면서 소멸하지는 않으며 대신 복사 에너지 형태로 전환된다. 중심핵에서 융합으로 생산되는 단위시간당 에너지 생산량은 태양 중심부에서 떨어진 거리에 따라 다양하다. 모형을 이용하여 특정한 태양 중심부에서 융합되는 힘은 약 276.5와트/m3로 이는 원자폭탄보다는 도마뱀의 신진대사량에 보다 걸맞는 일률이다. 태양이 막대한 에너지를 생산하는 이유는 단위 부피당 일률이 높아서가 아니라 태양 자체가 엄청나게 크기 때문이다.