태양계의 기원과 구조, 태양의 형성,태양의 구조

이 넓고 광활한 우주에서 하나의 은하는 1백만 ~ 1조 개의 별을 포함하고 있으며 이 우주는 무려 1천억 개의 은하를 포함하고 있습니다. 그만큼 우주는 우리가 상상도 할 수 없을 만큼 넓고 광활합니다.

그 안에 은하수라고 부르는 나선 은하의 왼쪽 팔, 분자 구름 안에 우리가 사는 지구를 품은 태양계가 있습니다.

태양계 또한 광활하고 신비로운 곳으로, 밝혀지기를 기다리는 놀라운 경이로움과 신비로 가득 차 있습니다.

태양의 타오르는 열기에서 외부 행성의 얼음 깊이에 이르기까지 우리 우주 이웃에는 경외심을 불러일으키는 광경과 일들로 가득합니다.

이번 글에서는 태양계의 기원과 구조, 태양계의 중심인 태양의 형성과 구조에 대해 알아보겠습니다. 

 

 

1. 태양계의 기원과 구조

태양계는 항성인 태양과 그 중력에 이끌려 있는 주변 천체가 이루는 체계를 말합니다.

태양계에는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성 등 8개의 행성이 있습니다.

각 행성은 뜨거운 금성의 열기에서 천왕성의 혹독한 추위에 이르기까지 고유한 방식으로 존재합니다.

태양계의 기원에 대해 가장 널리 받아들여지는 이론은 임마누엘 칸트가 처음 제안하고 나중에 피에르 시몽 라플라스가 발전시킨 거대한 가스와 먼지 구름에서 형성되었다는 성운 가설입니다.

시간이 지남에 따라 성운은 자체 중력으로 인해 붕괴하기 시작하여 더 빠르게 회전하고 디스크로 평평해졌습니다.

원반의 중심은 결국 핵융합을 일으킬 정도로 뜨겁고 밀도가 높아져 태양을 형성했습니다. 즉 정리하자면 태양계는 약 46억 년 전에 태양 성운이라고 불리는 가스와 먼지 구름에서 형성되었습니다. 중력으로 인하여 가스와 먼지가 자체적으로 붕괴하 중앙에 원시 별이 형성되었습니다.

원시성은 성장하면서 가열되기 시작했고 결국 점화되어 태양이 되었습니다. 태양 성운에 남은 가스와 먼지는 결국 태양계의 행성과 다른 물체로 합쳐졌습니다. 이로써 태양계가 탄하게 된 것입니다.

태양을 중심으로 공전하는 행성은 소행성대를 기준으로 안쪽에 있는 네 개의 고체 행성인 수성, 금성, 지구, 화성, 즉 태양계를 이루는 행성 중 상대적으로 작고 지구와 비슷하기 때문에 지구형 행성이라 불리는 행성과 바깥쪽에 있는 네 개의 유체 행성인, 즉 태양계를 이루는 행성 중 상대적으로 더 크고 주로 가스와 얼음으로 구성되어 가스 거인으로 불리는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 즉 목성형 행성으로 이루어져 있습니다.

또한 태양계에는 수많은 위성이 존재하며 일부 행성에는 각각 수십 개의 위성이 존재합니다.

예를 들어 목성은 알려진 위성만 지금까지 80개가 넘습니다. 태양계를 이루는 다른 물체로는 바위가 많고 금속성인 소행성과 얼음이 많고 종종 수백만 마일에 이르는 꼬리가 있는 혜성이 있습니다.

 

2. 태양의 형성

태양은 태양계의 중심별이며, 지구에서 가장 가까운 항성입니다. 그 형성은 태양계 생성의 첫 단계였습니다.

과학자들은 태양이 약 46억 년 전에 분자 구름으로 알려진 거대한 가스와 먼지 구름에서 형성되었다고 믿습니다.

이 거대한 가스와 먼지 구름을 원시 성운이라고 합니다.

시간이 지남에 따라 구름은 중력으로 인해 안쪽으로 붕괴되기 시작하여 결국 밀도가 높고 뜨거운 핵을 형성했습니다.

이 분자 구름은 계속해서 붕괴되면서 더 뜨거워지고 밀도가 높아졌습니다.

결국 구름 중심의 압력과 온도는 핵융합을 발화시킬 만큼 높아졌고 그 결과 엄청난 양의 에너지를 방출하며 원시성 형태의 태양이 만들어지고, 원래 성운 물질의 약 5% 정도가 남아 원시성 주위를 계속해서 돌다가 결국 행성으로 응축되었습니다.

태양의 핵융합은 오늘날까지도 태양의 동력을 공급하고 있을 만큼 강력합니다.

태양 중심부의 온도는 화씨 29,000,000도에 이릅니다. 끊임없이 핵반응이 수소 원자를 헬륨으로 만들고 초당 약 1000억 개의 핵폭탄에 해당하는 에너지를 만듭니다.

이 에너지는 태양 핵의 밀도와 압력으로부터 벗어나려면 수백만 년이 걸리지만, 그것을 벗어나는 직후 빛의 속도로 이동하여 태양계 전체에 에너지를 공급합니다.

태양은 우리 은하의 중심을 시간당 50만 마일 이상의 속도로 공전합니다.

이는 지구가 태양 주위를 공전하는 데는 1년이 걸리지만 태양이 은하 중심을 공전하는 데는 2억 5천만 년 이상이 걸리는 속도입니다. 

 

3. 태양의 구조

태양은 우리 태양계의 중심별이며 그 구조는 매우 복잡하고 역동적입니다.

우선 코어는 태양 반지름 중, 중심에서 약 20 ~ 25% 거리의 영역입니다.

코어를 둘러싸고 있는 복사 영역은 이온화된 원자에서 반사되는 광자에 의해 에너지가 전달되는 밀도가 높고 뜨거운 가스층입니다. 이 영역은 태양 반경의 약 70%를 차지합니다.

태양 반지름 0.25 ~ 0.7배에 해당하는 층에서 태양 내부 물질은 뜨겁고 농밀해지고, 중심핵의 뜨거운 열을 바깥으로 전달하는 열복사가 일어나기에 충분한 환경이 조성됩니다.

복사 영역 위에는 대류 영역이 있는데, 여기에는 뜨거운 플라스마 셀의 움직임에 의해 에너지가 전달됩니다.

이 영역에서 뜨거운 가스는 표면으로 상승하고 냉각된 다음 다시 아래로 가라앉아 태양의 중심부에서 외부 층으로 열을 전달하는 데 도움이 되는 대류 순환을 생성합니다.

대류층에서 일어나는 상승류는 태양 표면에 쌀알 무늬 및 초대형 쌀알 무늬를 형성합니다.

태양 내부 중 바깥층에서 일어나는 이 대류 활동으로 다이너모가 생겨나는데 이는 태양 표면 전역에 걸쳐 자기 북극 및 자기 남극을 형성합니다.

태양의 가장 바깥쪽 층은 우주로 수백만 마일을 확장하는 얇고 뜨거운 플라스마층인 코로나입니다.

코로나는 태양 플레어와 코로나 질량 방출을 포함하여 태양의 가장 역동적이고 극적인 특징 중 많은 부분을 담당합니다.

태양의 자기장은 태양의 구조와 기능에 중요한 역할을 합니다.

자기장은 대류 영역에서 플라스마의 움직임에 의해 생성되며 흑점 및 태양 홍염을 포함하여 태양의 가장 매력적인 현상의 원인이 되기도 합니다.