태양과 달과 지구

1. 태양은 지구와 가장 가까운 항성이면서, 주로 수소와 헬륨으로 이루어진 거대한 가스 덩어리이기도 한다. 태양은 항성치고는 너무크지도 작지도 않은 '표준적인 항성'이라고 할수 있다. 태양계의 중심에 있으면서 한국말로는 해라고 하며, 한자로는 음양가운에 가장이라는 뜻이다. 여러 행성과 소행성, 유성, 혜성등의 천체가 태양을 중심으로 돌고 있다. 지구는 태양을 일정한 궤도로 돌고 있으며, 태양의 표면 온도는 약 6000도 이고, 지름으로는 지구를 109개나 늘어 놓을수 있는 크기이다. 태양의 반지름은 약 70만km 이며 무게는 지구의 33만개의 무게와 같다고 볼수 있다.

태양은 연중 일정한 궤도를 운행하는 것처럼 보이는데, 이를 황도라고 한다. 지구는 공전하는 것 외에도 스스로 24시간에 1회를 서에서 동으로 자전 하기 때문에 지구 표면에서 관측하는 사람들 눈에는 태양이 동쪽에서 떠서 서쪽에서 지는 것같은 것처럼 보인다고 한다. 또한 태양은 가스로 이루어져 있기 때문에 위치에 따라 자전 속도가 달라진다.

태양의 수명은 약 123억 6500만년이고 핵우주 연대학에 따르면 45억 6720년 전에 형성되었다. 분광형은 G2V이며 비공식적으로 "노란색 별"로 불리는데, 그 이유는 태양이 지구에서 황색으로 보이기 때문이다. 실제로는 가시광 복사가 스펙트럼 상 초록 부분에서 가장 강렬하다. 태양에서 내뿜는 에너지는 1초 동안 1경톤의 석유를 연소시킨 에너지와 같다고 보면 된다.

태양의 표면은 광구라고 하는데, 가스로 이루어진 태양은 뚜렷한 표면이 없지만, 빛이 거의 그대로 통과할수 있는 부분을 태양의 표면으로 보고 그것을 광구라고 부른다. 태양에는 광구, 채층, 홍엽, 코로나, 흑점, 플레어라는 현상들이 존재한다.

흑점은 태양 표면에 보이는 검은 반점과 같은 것을 말하며, 주변의 온도가 1000~2000도 정도 낮기 때문에 검게 보이는것이지만, 실제로는 빚나고 있는 부분이다. 흑점은 자기장이 강한 부분으로 알려져 있기도 한다. 큰 흑점은 지구 보다 크기가 크단고 한다. 흑점은 약 11년 주기로 늘어나거나, 줄어들기도 하는데, 흑점이 많을때는 태양 표면의 활동이 활발해져서 플레어가 곳곳에서 발생하는데, 반대로 흑점이 적을땐 태양의 표면 활동이 잠잠해질 시기이다. 그래서 예외적으로 흑점이 적은 상태가 몇십년이나 이어지면 태양의 활동이 약해져서 지구 전체의 기온이 내려가기도 한다.

플레어현상은 항성의 표면에서 일어나는 폭발 현상을 말하는데, 태양에서 일어나는 플레어 현상은 태양 플레어 혹은 태양면폭발이라고 부른다. 태양플레어는 태양계에서 가장 큰 폭발이며, 흑점이 많을때일수록 대규모 플레어가 발생 한다. 플에어 폭발의 위력은 수소폭탄 10만개에서 1억개와 맞먹을 정도라고 하며, 플레어때문에 강력한 X선등의 방사선이나 높은 에너지를 지닌 전기를 띤 입자가 방출된다. 이러한 것들이 지구에 오게 되면, 낮은 위도에서 오로라를 관측 할수 가 있고, 자기 폭풍때문에 통신의 장애가 발생하기도 한다. 이럴때 인공위성의 전자부품과 소프트웨어가 파손 되기도 하고, 항고기나 선박 변전소의 고장의 원인이 되기도 한다. 

태양에서 일어나는 대규모 플레어보다 100~1000배 정도 위력이 강한 것을 슈펴 플레어라고 하는데, 슈퍼플레어는태양에서 수천년에 한번꼴로 일어난다. 만약에 태양에서 슈퍼플레어가 발생하면 전세계에 대정전이 일어날지도 모른다.
'우주날씨예보'로 플레어의 발생을 예측한다고 하는데 태양의 활동을 관측해서 대규모 플레어가 발생할 경우에 대비해 경보를 보내는 우주 날씨 에보 시스템을 준비하고 있다.

태양은 행융합을 통해 엄청난 에너지를 만들어낸다. 이를 주계열성 이라고 하는데, 핵융합은 태양의 중심에 있는 중심핵에서 일어나며, 이렇게 만들어진 에너지는 빚과 열이 되어 외부로 이동한다. 태양 내부에는 대류층으로 고온의 가스가 상승과 하강을 하면서 에너지들 밖으로 보낸다. 복사층에 있는 가스는 거의 움직이지 않고 에너지가 빛의 형태가 되어 바깥으로 빠져나간다. 중심핵은 행융합을 통해 에너지를 만들어 낸다. 

태양의 핵융합은 중심핵에서 4개의 수소 원자핵이 1개의 헬륨 원자핵을 만들어내는데 그 과정에서 질량이 아주 조금 줄어들고 그 대신 엄청난 에너지가 발생한다. 이 것은 '질량에서 에너지를 빼낼 수 있다.'라고 주장하는 상대성 이론을 근거로 하고 있다. 수소원자핵은 핵융합을 통해 헬륨원자핵과 에너지를 만들어낸다. 

태양품은 태양에서 빛뿐만 아니라 높은 에너지를 만들어 냄으로써 약 100만 톤이나 뿜어져 나오는 어마어마한 속도로 우주 공간을 날아다니고 있다. 이를 태양풍이라고 하는데, 태양에서 시작된 태양풍은 불과 며칠 만에 지구까지 도달하고, 그대로 태양계의 끝까지 날아간다. 플레어가 발생하게 되면 태양풍이 강해져서 수많은 입자가 지구까지 날아온다.
이때 태양풍 입자중에 일부는 지구 자기력선의 영향을 받아 지구의 북극과 남극으로 향하고, 그곳에서 지구 대기에 진입하게 되는데 그러한 과정에서 대기 중의 산소, 질소와 부딪치면 빨간색과 녹생 등으로 빛난다. 이것이 바로 오로라라고 한다.