태양의 탄생과 태양의 특징

우주에는 무수한 별이 빛나고 있지만 각각의 크기는 다릅니다.
작은 항성은 태양의 10%에도 못 미칩니다.큰 항성은 태양의 100배 질량을 가진 별까지 있습니다. 태양의 수명은 100억년으로 알려져 있습니다.태양의 내부에서 일어나는 핵융합 반응이 일어나기 때문에 수소의 양에 따라 태양의 수명이 결정됩니다.태양의 질량으로부터 계산한 수명은 약100억년 입니다.
태양은 직경 140만km의 거대한 가스 덩어리 입니다.71%의 수소와 27%의 헬륨원소로 구성되어 있으며 중심부의 핵에서는 수소를 헬륨으로 변화시키는 핵융합 반응이 계속해서 이루어 지고 있습니다.태양에서는 매초6억톤의 수소가 헬륨으로 변환되고 있으며,1시간에 3800조 킬로와트의 1억배에 달하는 엄청난양의 에너지가 방출 됩니다.매초 6억톤의 수소가 소비되면서 태양의 수명도 조금씩 소진되어 가고 있습니다.태양의 나이가 약46억년이므로 적어도 앞으로 50억년 이상은 현재와 같이 있을것입니다.태양은 100억년을 살다가 중심부의 수소가 전부 소진되면 헬륨이 핵융합반응을 일으키기 시작하며 그 에너지에 의해 태양은 점점 패창하여 결국에는 폭발하게 될것입니다.

태양은 지구 지름이 약109배 질량은33만배 정도라고 합니다.태양계 전체 질량의 99.85%를 차지한다고 합니다.
태양과 지구의 거리는 1억4천9백만km 정도로 빛의속도로 8분정도 걸립니다.즉 우리는 태양의 8분전 모습을 보고 있는 겁니다. 태양의 온도는 표면온도와 내부온도의 차이가 큰데 표면온도는 6000도,내보온도는 1660만도 라고 합니다.
내부에서는 초당 40만톤의 질량을 빛으로 바꾼느데 이 에너지는 표면으로 올라가 두께가 200km 정도되는 광구를 만들어 냅니다.태양의 내부는 핵,복사층 그리고 대류층으로 이루어져 있습니다.가장 안쪽에 핵이 존재하고 순서대로 복사층,대류층이 존재 합니다.태양의 핵에서는 수소핵 융합반응이 일어 납니다.수소 핵융합 반응이란,수소4개가 뭉쳐서 하나의 헬륨이 되는 반응입니다.핵융합 반응이 일어날때 약간의 질량의 손실이 일어나면서 에너지 방출이 일어 납니다.이런 핵융합 반응이  일어나기 위해서는 보통 섭씨 수억도가 필요 합니다.그러나 태양의 핵 중심부의 온도는 이보다 훨씬 낮은 온도 1667만도 밖에 안됩니다.하지만 태양의 핵 중심부는 2600억 기압으로 높은 기압의 상태가 유지 되기 때문에 낮은 온도에서도 안정적으로 핵융합이 일어날수 있습니다.이렇게 수소핵 융합 반응을 거쳐 생성된 에너지는 복사층을 거쳐 바깥으로 나옴니다.이때 복사층에서의 에너지 전달은 복사 전달을 통해 이루어 집니다.복사 전달이란 고온의 물체에서 방출된 광자가 다른 물체에 흡수되어 에너지를  전달하는 현상 입니다.복사층을 거친 에너지는 대류층으로 이동을 합니다.대류층에서의 에너지 전달은 대류 현상을 통해  이루어 집니다.대류 현상이란 액체나 기첵 부분적으로 가열될때 뜨거운 것은 위로 올라가고 차가운 것은 아래로 내려오는것을 대류 현상이라고 합니다.이 대류현상을 통해 태양의 에너지는 대류층 상층부를 거쳐태양의 표면에 도착하게 됩니다.

천문학자들은 태양의 대기를 안쪽부터 순서대로 광구,채층,코로나로 구분하고 있습니다.광구는 태양의 표면을 뜻하는 말로 육안으로 볼수있는 부분입니다.현대에와서 정해진 광구의 정확한 정의는 약 50%의 빛이 산란되지 않고 투과할수 있는 깊이까지를 말합니다.광구는 대류층 위에 존재하고 온도는 약 5800k 정도 된다고 합니다.광구에서 보이는 현상중에는 흑점이라는 것이  있습니다.흑점은 강한 자기장이 형성된 부분에 에너지 전달이 방해되어 주변보다 낮은 온도를 가지게 되어 어둡게 보이는 것인데요
광구에서 나타나는 또다른 현상은 쌀알무늬 현상 입니다.쌀알무늬는 광구의 바로 아래에서 일어나는 대류현상 때문에 일어납니다. 쌀알무늬는 고온의 가시가 상승하면 밝데 보이고 저온의 가스가 하강하면 어둡게 보입니다.

태양의 탄생에 대해 알아보겠습니다.별과 별 사이에 있는 성간 공간에는 진공의 상태가 아니라 수많은 먼지와 수소 기체 등으로 이루어져 있는 성간물질이 존재 합니다.그리고 성간물질은 우주에 균일하게 분포되어 있지 않아밀도가 높은곳이 존재합니다.
이런곳을 성간운이로고 부릅니다.성간운에서는 중력 수축에 의해 물질들이 서로를 끌어당겨 밀도와 중심온도가 높은 중심핵을 형성하게 됩니다.이 수축으로 인해 만들어진 원시 태양은 가스 수축에 필요한 최소 질량을 촤과하면 물질을 분사시키려 하는  가스압의 힘을 이기게 됩니다.이때 가스 수축에 필요한 최소 질량은 온도와 비례하고 밀도에 반비례하게 됩니다. 가스가 수축할때 에너지는 쉽게 빠져나가지만 밀도가 증가하면서 수축에 필요한 최소 질량이 줄어들게 됩니다.수축에 필요한 최소 질량이 줄어들은 가스는 수축이 쉽게 이루어지게 되고 원시 태양이 탄생하게 됩니다.

 

태양의 죽음에 대해서도 알아 보겠습니다.주계열 단계에 들어선 태양은 수소핵융합으로 생긴 복사압으로 인해 점점 팽창하면서 광도가 증가하게 됩니다.이때 팽창하는 태양은 지구나 화성까지 삼켜버릴 수도 있습니다.뜨거워진 지구는 모든 생물들이 멸종 하게 됩니다.오랜 시간 팽창하던 태양은 수소가 고갈되어서 소수핵 융합을 끝내고 적색거성이 됩니다.적색거성은 핵융합이 끝나 복사압이 줄어들어 중력을 이기지 못하고 급격히 수축하기 시작합니다.적생거성의 수축은 온도와 밀도를 증가하게 하고 1억도가 되면 헬륨이 3개 모여 탄소를 만드는 헬륨핵 융합 반응이 일어나기 시작합니다.탄소와 헬륨이 결합해 산소를 만들기도 합니다. 1억도가 넘는 높은 온도에서의 헬륨핵 융합 반응은 빠르게 일어나기 때문에 이 기간은 오래 유지되지 않습니다.1억1천만년 후에 연료가 고갈됩니다.헬륨핵 융합으로 생긴 복사압으로인해 팽창한 태양은 다시 적색거성이 됩니다.적색거성은 다시 수축을 시작합니다.
질량이 부족한 태양은 탄소를 융합할 수 있을 만큼의 온도를 가지지 못하게 됩니다.결국 태양은 계속 수축하여 엄청난 밀도를 가지게 됩니다.적색거성은 수소와 헬륨 등으로 이루어진 외부층을 우주로 방출하여 행성상 성운을 남기게 되고내부핵은 백색왜싱이 되어 생을 마감하세 됩니다.

 

태양이 결국에는 없어진다고 하니 무서운 생각도 듭니다.태양이 없어질때 쯤이면 우리 인간들은 다른 행성에서 살고 있지 않을가 하는 생각을 해봅니다.