검색
 
HOME > 교육자료 > Syllabus > 태양
   Ⅳ태양
  태양은 지구에서 가장 가까운 항성으로 별을 연구하는데 가장 중요한 천체이다. 태양은 어떤 파장으로 관측하는가에 따라 각각 다른 모습을 보인다. 가시 광선으로는 밝은 빛을 내는 광구가 뚜렷이 보이고 표면에는 흑점이 나타난다. X-선으로 관측하면 광구는 비교적 검게 보이는 반면 매우 뜨거운 가스로 이루어진 코로나나 활동이 매우 활발한 흑점 부근 등은 매우 밝게 보인다. 코로나는 평소에는 광구가 내는 밝은 빛 때문에 가시광선으로 볼 수 없지만 개기 일식 동안에는 밝게 빛나는 모습을 볼 수 있다.

태양의 질량은 약 2x1033 g으로 지구 질량의 약 30만배, 반지름은 70만 km로 지구 반지름의 약 109배이로서 평균 밀도는 1.4g/cm3이다. 표면 온도는 약 5800K이고 광도는 약 4x1033 erg/sec로 절대등급은 4.8등급이다. 태양 질량의 약 75%는 수소이고 약 24%정도는 헬리움, 그리고 1% 내외는 헬리움보다 무거운 원소로 이루어져 있다. 태양의 중심 온도는 약 1500만도 정도로 추정된다. 태양의 나이는 직접 측정할 수 없으나 태양계에서 가장 오래된 물체라고 생각되는 운석을 분석하여 약 45억년 정도 되었다고 추정된다.
 
태양의 구조
  태양은 내부에 에너지를 생성하는 핵과 이 에너지를 바깥으로 전달하는 복사층, 그리고 대류층으로 내부가 구성되며, 표면에는 광구, 채층, 코로나로 구성되는 대기층이 있다. 광구에서 우리 눈에 보이는 가시광을 방출하는데 흑점, 쌀알 무늬등의 구조가 있다. 쌀알 무늬는 광구의 안 쪽의 대류 현상에 의하여 만들어지고, 흑점은 주변보다 온도가 낮기 때문에 검게 보이는데 강한 자기장이 존재하며 11년 주기로 개수가 최대로되는 시점이 변한다. 채층은 개기일식때 가장자리에 핑크색깔로 보이는 영역으로 스피큘, 홍염, 플레어등의 현상이 관측된다. 채층과 코로나의 경계지역을 천이역이라고 부르는데 불과 300여 km 상승에 온도는 100만도 정도 올라가는데 태양에서 일어나는 여러 가지 현상이나 소위 말하는 태양활동을 일으키는 원인을 제공한다. 코로나는 100만도정도의 고온상태에 있는데 개기일식때 은백색으로 보이며 코로나 구멍에서 방출된 태양풍이 확산되어 나가는 영역이다. 코로나가 어떤 방법으로 그렇게 높은 온도를 유지할 수 있는지는 아직 정확히 알려져 있지 않다.
 
태양의 에너지원
  태양은 매초당 약 4x1033 erg의 막대한 에너지를 방출한다. 이러한 에너지는 중심 부분에서 일어나는 수소의 융합에 의한 것이다. 수소 1g이 융합을 통해 헬리움으로 바뀌면 약 0.007g의 질량이 에너지로 바뀐다. 이런 방법으로 태양은 약 100억년동안 안정되게 에너지를 방출할 수 있다. 이렇게 생성된 에너지는 중심부분의 복사층, 그리고 바깥 부분의 대류층을 지나면서 표면으로 이동해 우주 공간으로 방출된다. 지구는 태양이 내는 빛을 받아 현재 온도를 유지하고 있다.
 
태양풍
  태양 표면으로부터 방출되어 행성 사이의 빈 공간으로 날아가는 희박한 가스를 태양풍이라 한다. 태양풍은 특히 흑점의 개수가 많아지는 활동이 강한 시기네 더 많이 방출되며 경우에 따라 지구 대기를 둘러싸고 있는 지구 자기권에 영향을 주어 지구 내의 통신 교란을 일으키기도 한다.
 
문제
  1. 태양의 동쪽과 서쪽 가장자리에서 관측된 시선속도의 차이 값 3.8 km 로부터 태양의 자전주기를 결정하라.
2. 지구에서 관측된 태양상수 값은 1.4×106km/cm2sec이다. 토성에서의 태양상수 값은 얼마일까?
3. 태양의 대기층을 구성하는 광구, 채층, 코로나에서 관측되는 활동에는 어떤 것이 있는가?
4. 태양의 흑점은 왜 검게 보이는가? 또한 흑점의 운동으로부터 무엇을 알 수 있는가?
5. 연중 태양의 크기가 다르게 보이는 이유는 무엇인가?
6. 태양의 표면온도는 약 6000K 이다. Wien의 법칙을 사용하여 최대에너지가 방출되는 파장을 결정하라. 이 복사선의 색깔은 무엇인가?
7. 태양의 에너지 원천은 무엇인가?
태양이 석탄으로 만들어졌고, 태양의 복사에너지가 석탄의 연소에 의한 것이라고 가정한다면 태양의 수명은 얼마나 될까? 지구의 나이 46억년과 비교하라.