태양

태양

 

태양은 우리 태양계에서 제일 큰  천체이다. 태양의 지름은 약 132만 km로 지구보다 109배 크고, 무게는 지구보다 약 33만 배나 더 나가 전체 태양계의 99.86%를 차지한다. 태양은 지구에서 약 1억 4천960만 킬로미터 떨어져 있지만, 지구는 타원 궤도를 따라 태양 주위를 회전하기 때문에 1월에는 가까운 지점에 가장 가깝고 7월에는 먼 지점에 가장 멀리 떨어져 있다. 빛이 태양을 에서 지구까지 도달하는 데는 약 8분 20초가 걸린다.

태양은 지구에서 가장 가까운 G2 별이다. 표면 온도는 약 5,860K이다. 태양의 절대 등급은 +4.83이고, 겉보기 등급은 -26.74이다. 밤하늘에서 가장 밝게 빛나는 시리우스보다 130억 배 밝게 보인다. 지구에 도착하는 태양 복사 에너지는 식물의 광합성을 위해 꼭 필요한 존재이고, 지구 생명체의 생존에 필요한 에너지를 공급할 것이다. 지구의 태양 복사 표면의 균일한 열 방출 은 지구의 날씨와 기후를 만들어낸다. 최근 이슈가 되고 있는 지구온난화 등 기후변화 연구에 중요한 역할을 할 것으로 보는 이유이다. 사실 몬더 극소기 최소기간 동안 전 세계적으로 작은 빙하시대가 있었다.

 

태양의 특징

태양의 흑점으로 대표되는 태양의 자기 활동은 코로나와 태양풍에 중요하다. 그뿐만 아니라 우주기상 변화에 중요한 요인이기도 하다. 예를 들어 코로나 질량 배출은 지구자기장 변화를 일으켜 지구자기장 폭풍과 지반 하초기(substorm)를 일으킨다.

태양은 전자기 방사선에 불투명하기 때문에 태양의 내부를 직접 볼 수 없다. 그러나 지진학에서는 지진의 내부 구조를 밝히기 위해 지진에 의해 만들어진 파장과 마찬가지로 태양 진동 과학도 태양의 내부를 관통하는 음파를 이용하여 태양 내부의 구조를 분석하고 시각화한다. 확인된 별의 구조와 진화론에 따르면 태양은 약 46억 년 전에 태어나서 주요 별들의 무대에서 앞으로 50억 년을 보내게 된다.

태양은 중심핵에서 헬륨으로 초당 6억 톤의 수소를 바꾸는 수소융합 반응을 통해 에너지를 생성한다. 이것은 다이너마이트가 초당 폭발하는 것과 같은 에너지다. 태양 질량의 약 73%는 수소, 약 25%는 헬륨이다. 전체 질량의 2%는 산소, 탄소, 네온, 철과 같은 무거운 원소로 이루어져 있다.

태양은 은하 중심에서 약 24,000~26,000광년 떨어져 있다. 그것은 은하의 북극에서 약 2억 2천 5백만년에서 2억 5천만 년 사이에 시계 방향으로 회전한다. 태양에서 우주 배경 복사까지의 속도는 컵이나 사자자리 방향으로 370 kms-1이 된다. 태양은 지금 오리온 팔의 안쪽 경계를 따라 이동하고 있다.

 

태양은 주열성 항성이고 분광형은 G2V이다. 표면 온도는 약 5,860K이다. 태양은 플라스마 액체로 이루어져 있다. 태양은 대부분 수소(총질량의 약 73%, 총부피의 92%) 헬륨(질량의 약 24~25%, 부피의 7%), 철(약 0.2%), 산소(약 1%), 탄소(약 0.3%), 네온(약 0.2%)으로 이루어져 있다. 항성 진화론에 따르면 태양은 무거운 원소가 풍부한 항성 1호에 속하는 별이다.

태양은 극보다 적도에서 더 빨리 회전한다. 회전주기는 적도에서는 약 25.6일, 극지방에서는 33.5일이다. 이를 차등 회전이라고 하는데, 이것은 태양 내에서 대류와 질량 운동을 일으킨다. 지구가 태양 주위를 공전하면서 위치가 바뀌기 때문에 우리가 적도에서 보는 외부 자전 주기는 약 28일이다.

 

태양의 자기장

태양 표면의 평균 자기장은 약 1G로 지구 자기장의 두 배 크기다. 그러나 평균 자기장보다 3,000배 큰 자기장이 좁은 지역에 집중될 수는 있지만 대류에 의한 에너지 전달은 원활하지 않고 자기장이 집중된 그런 곳에서는 어두워 보인다. 이 지역은 흑점이라고 불린다. 이 같은 자기장은 자기 재연결 과정에서 플레어 형태로 에너지를 분산시키거나 코로나 질량 배출(CME) 형태로 약 200억 톤의 물질을 우주로 방출한다. 표면 자기장의 경우 11년의 증감이 사이클로 반복되며, 자기장이 한 사이클에서 다른 사이클로 이동하면 극성이 정반대로 되기 때문에 극성을 고려해 자기장이 22년의 주기를 갖는다고 할 수 있다. 자기장 활동이 활발하고 흑점 수가 가장 많은 기간을 흑점 최대 주기라고 하며, 흑점 수가 가장 적은 기간을 흑점 최소 주기라고 한다. 흑점은 폐쇄형 자기선 구조를 가지고 있지만, 태양 자기장은 코로나 질량 방출 등에 의해 태양계로 확산된다. 태양의 회전은 행성들 사이의 공간을 확장하는 나선형의 자력선을 만든다. 이것을 파커의 나선이라고 한다.