태양계의 모든 생명체의 근원, 태양

우리 지구가 속히 있는 태양계 안의 가장 중심부 태양은 모든 생명체에 있어서 어머니와 같은 천체라 할 수있다. 오늘날 지구에서 모든 에너지로 소비되는 연료는 태양에서 얻은 직접적, 혹은 간적접 에너지이다. 지구의 33만배 이상의 무게 질량을 가지고 있는 태양은 태양계 내에서 유일한 빛을 내는 천제로 알려져 있지만 우저 전체로 따지면 수천억개의 별들 중에 아주 띠끌정도의 하나의 항성에 불과하다. 오늘은 이 생명의 원천인 태양의 구조 및 특징 그리고 태양의 미래에 대해서 알아보도록 하자.

태양의 표면 구성

태양의 표층은 표면과 대기로 구성되어 있다. 일반적으로 우리의 눈으로 볼 수 있는 태양의 표면을 '광구' 라고 하며, 이를 둘러싸고 있는 하층대기를 '채층' 그리고 상층대기를 '코로나' 라고 부른다.  광구를 살펴보면 마치 쌀알을 뿌려놓은 것과 같은 모습을 하고 있어서, 쌀알무늬 조직이라 하며 이런 모습을 하고 있는 원인은 대류지역에서 기체거품이 상승하고 하강하는 모습 때문에 그렇게 비춰지는 것이다. 밝은 빛을 띄는 곳이 고온 가스가 상승하여 발생하는 것이고, 어두운 부분은 가스가 식어서 저온이 되어 상대적으로 어둡게 보인다. 이 쌀알무늬의 평균 크기는 1000km 이며, 수명은 3분내지 4분 정도 되며 이 모양은 지속적으로 변하고 밝기도 일정하지 않는게 특징이다. 태양의 표면의 독특한 특징 중 하나가 흑점인데, 이는 광구에서 주위 온도보다 2000K 정도 낮아서 어둡게 보여진다. 흑점이 생기는 이유는 광구 아래에 생긴 강한 자기장이 대류에 의해 에너지 전달을 방해하기 때문이다. 

태양의 성질

태양은 아주 뜨거운 가스 덩어리로서 표면온도가 약 6000K 정도 되며 중심부는 1500만K로 어마어마한 열을 내 뿜는다. 지구 부피의 130만 배나 되는 크기를 가지고 있지만, 대부분 가스, 기체로 구성되어 있기 때문에 밀도는 상당히 작은 편이다. 태양은 수소원자가 핵융합하여 헬륨을 만들 때 엄청난 빛과 에너지를 방출하는데, 이 빛과 에너지는 1억 5000만 km 거리에 있는 지구에 까지도 초당 1.4kw 정도의 에너지를 공급할 정도로 엄청나다. 

태양의 미래

현재 관측으로는 태양이 앞으로 50억년 정도 건재 할 수 있을 것이라 보인다. 이런 수치가 나온 근거는 태양 내에 남아 있는 수소의 양으로 계산하여 나온 값이 라고 한다. 50억년 정도의 시간이 흐르면 중심부 주위에 존재하는 모든 수소가 핵반응을 하여 태양은 결국 주계열을 떠나게 된다. 따라서 결국엔 헬륨만이 남아 있게 되고 더이상 에너지를 생성할 수 없어 수축되어 소멸하게 될 것이다. 중심부에 수축 됨에 따라 생기는 열에너지 때문에 바깥쪽의 수소가 핵반응을 일으켜 부피는 더욱 팽창하게 되고 그의 반경이 수성궤도까지 미칠 정도가 된다고 한다. 이에 따라 빛의 세기가 더욱 커지고 태양은 적색거성이 되여 점차 수축되어 헬륨이 온도가 팽창하고 급격한 반응에 의해 헬륨 성광 현상이 일어나게 되며, 결국엔 중심부 내의 헬륨이 탄소로 전환되여 핵이 수축하게 되는 과정을 겪는다. 이제 태양은 적색거성 단계를 넘어 초거성에 다다르게 되고, 지속적인 팽창으로 인해 핵이 한계가 이르고 결국 백색왜성으로 소멸하게 된다.