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우주과학이야기

태양

by Amen80 2024. 2. 3.

 

태양의 내부

태양은 태양계에 있는 모든 생명체에게 있어서 어머니와 같은 천체입니다.

인간이 상용하는 모든 연료는 그 근원이 태양으로부터 받은 에너지이며 여덟 개의 행성은 물론 그위성들과,소행성 그리고 수많은 혜성 등 태양계의 전 가족이 태양에너지를 받아 제모습을 유지하고 있는 것입니다. 태양의 무게는 지구 질량의 33만 배에 이르며 모든 행성들을 합쳐 놓은 질량의 750배 이상으로 태양계의 전체 질량의 99%를 차지합니다. 태양은 태양계 내에서 스스로 빛을 내는 유일한 천제이지만 전 우주로 따지면 태양도 하나의 항성 즉 별에 불과합니다.

태양은 뜨겁고 거대한 가스 덩어리로서 이루어져 있으며 중심부 온도는 1천 5백만k로 표면 온도는 약 6,000k입니다.

그리고 태양의 지름은약 139km이며 지구 지름의 109배이고 부피는 지구부피의 130만 배나 됩니다.

태양의 밀도는 1,41g/cm3이다 이것은 즉 태양이 가벼운 물질로 구성이 되어있음을 뜻합니다.

또 태양의 자전 주기는 약 27일이고 북위 30도는 약 28일로 위도가 높을수록 자전속도가 느려지는 자전주기를 가지고 있습니다.

 

태양의 내부

태양의 내부는 네개의 부분으로 나뉘어 집니다.

에너지는 핵에서 발생하며 핵에서 나와 복사층을 통하여 복사에 의해 대부분 감마선과 엑스선의 형태로 외부로 확산이 됩니다. 또한 최외부의 대류층을 통하여 대류적이며 유동적인 흐름에 의해 이동을 합니다. 복사층과 대류층 사이의 얇은 경계면은 태양의 자기장이 생산된다고 생각되는곳입니다.

 

핵-핵융합반응으로 수소가 헬륨으로 형되는 중심부

     온도는 15,000,000°C/밀도 약  150g/cm³(금이나 납밀도의 약 10배)

복사층-핵에서 나온 에너지를 복사의 형태로 대류층 까지 전달하는 구간

접합층-복사층과 대류층 사이부분/현재 이층의 자기운동에 의하여 태양의 자기장이 발생한다고 믿어지고 있습니다. 총 가              로지르는 유동적 흐름의 속도 변화는 자기력선의 뻗게 하고 한층 더 강화시킬수있습니다.

대류층-태양 내부에서 가장 외부에 있는 층/태양의 표면으로 약 200,000km 깊이/온도는 약 2,000,000°C

 

태양의 미래 

태양은 앞으로도 약 50억년 정도 지금과 같은 모습으로  순환이 될것으로 기대 하고 있습니다.

이것은 태양에 존재하는 수소의 양으로 계산된 결과입니다.

약 50억년 후쯤이면 중심부에 있는 모든 수소가 핵반응을 일으켜 태양은 주계열을 떠나게 됩니다.

결국은 중심부에는 헬륨만이 남아있게 되고 이로 인해 에너지 생성이 힘들어서 수죽해져 갈것입니다.

중심부가 수축함에있어서 생기는 열에너지로 중신부 밭에 있는 수소들이 반응함으로 태양은 점점 커지고 그반경은 수성궤도에 이를것이며 밝기 또한 많이 밝아질것입니다. 그때 태양은 적색거성이라 불리게 됩니다. 한없이 수축해져 가는 헬륨핵의 자체 온도가 1억k가 되는 순간 헬륨들은 급격한 반응을 보일것이다 이것을 헬륨 성광 이라고 부릅니다.

그후 태양은 안정상태인 준거성 단계에 접어들지만 헬륨의 격한 반응으로써 이과정을 오래 지속하지 못합니다.

중심부 모든 헬륨이 탄소들로 바뀌게되면서 또다시 외부층은 팽창하고 탄소로 이뤄진 핵은 수축합니다. 

비로소 태양은 적색거성을 지나고 초거성에 이르며 계속 팽창을 하다가 행성상 성운이 됩니다.

한편 한없이 수축해진 핵은 한계에 이르고 백색왜성으로 생을 마감합니다.

결국 태양은 백색왜성이 되어 다른 행성들을 지배할만한힘을 일고 홀로 태양계에 남겨지게 될것입니다.