태양계의 유일한 항성

태양은 빛과 열의 근원입니다. 태양처럼 스스로 빛을 내며 위치가 변하지 않는 별을 항성이라고 합니다. 태양은 우리 지구에 중요한 존재입니다. 태양이 없었다면 생명체도 탄생이 안 되고 존재도 못했을 겁니다. 고대 그리스인들은 헬리오스라는 태양신을 섬기는 동시에 하늘에 떠 있는 이 밝고 뜨거운 물체의 정체에 호기심을 갖고 있었습니다. 이탈리아의 천문학자 갈릴레오 갈릴레이도, 독일의 천문학자 요하네스 케플러도 모두 태양에 관심이 많았답니다. 당대 천문학자들은 태양의 특성을 알아내기 위해 다양한 방식과 도구를 고안해 냈고, 오늘날까지 이어지는 태양물리학 Solar physics의 시초가 되었습니다. 태양물리학이란 태양의 물리적 성질을 다루는 천문학의 한 갈래를 가리켜 태양물리학이라 합니다. 태양의 온도와 주변 대기 구조, 태양 표면의 흑점과 백반, 홍염, 코로나 따위를 연구해 태양이 어떻게 작동하고, 태양계의 나머지 행성들에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 것이 태양물리학의 핵심입니다. 태양은 엄청나게 뜨거운 기체로 이루어진 거대한 구형 천체입니다. 

코로나라고 불리는 태양 외부의 대기부터 통과해서 외부에서 내부로 진입합니다. 코로나는 태양 대기의 가장 표면에 있는, 섭씨 100만 도가 넘는 뜨거운 가스층을 가리킵니다. 코로나를 통과해 채층이 나옵니다. 채층은 태양의 광구와 상층 대기인 코로나 사이에 있는 얇고 붉은빛을 띠는 기체층으로, 두께가 약 1,600km 정도 됩니다. 채층의 온도는 약 6,000에서 2만 도에 달합니다. 여기까지가 태양을 둘러싼 외부 대기층이라고 볼 수 있습니다. 우리가 일식 때 관측하는, 이글거리는 영역이 바로 코로나와 채층이지요. 채층 아래층은 광구라고 불립니다. 광구는 태양 빛이 바깥으로 발산되는 얇은 표면층을 가리킵니다. 태양을 볼 때 우리가 실제로 보는 부분이 바로 광구입니다. 태양은 실제로는 매우 밝은 흰색이지만, 지구 대기를 통과하며 들어오는 빛에서 파란색과 빨간색 파장이 일부 제거되기 때문에 노랗게 보이는 겁니다. 광구의 온도는 4,200에서 6,000도 정도 됩니다. 광구 아래층으로 가면 대류층에 도달합니다. 냄비에 물이나 소스를 끓이거나 볶다가 작은 거품 알갱이가 올라오는 것입니다. 내부 깊은 곳의 뜨거운 원소가 표면으로 올라오며 대류층이 만들어집니다. 대류층의 온도는 200만 도에 달합니다. 대류층 아래에는 복사층이 있습니다. 이 영역은 실제로 태양의 핵에서 나온 열을 복사해 대류층으로 전달하기 때문에 이렇게 이름 붙여졌습니다. 복사층 아래는 태양의 중심핵이 있습니다. 이곳이 바로 태양 에너지를 만들어내는 거대한 용광로입니다. 중심핵의 온도는 약 1,500만 도에 달하며, 엄청난 질량으로 인해 내부에는 극도의 고온, 고압 환경이 형성됩니다. 이러한 환경에서 수소 원자핵들이 서로 결합하여 헬륨으로 바뀌는 핵융합 반응이 일어납니다. 태양의 열과 에너지는 태양계 전체로 퍼져 나갑니다. 태양은 태양풍이라는 작은 입자의 흐름을 만들어냅니다. 태양 주변에서 시작된 이 흐름은 지구 가까이에 도달했을 때 초속 200~750km에 달하는 엄청난 에너지가 됩니다. 태양풍에 의해 날아가던 뜨거운 입자가 태양계의 끝에서 더 이상 날아가지 않고 외부 우주에서 날아오는 전자와 이온 등 입자와 충돌하며 형성하는 거대한 경계면을 '태양권 계면'이라고합니다. 보이저1호는 2012년 이 태양권 계면을 통과하며 인류 최초로 성간 공간에 진입했다고 발표했습니다. 이 지점을 지나면 태양풍의 영향은 멈추고, 본격적인 성간 공간이 시작됩니다. 다만, 태양의 중력 자체는 이보다 훨씬 더 먼 거리까지 영향을 미치며, 이론적으로는 수십만 천문단위AU 너머까지도 태양계의 일원으로 간주되는 천체가 존재할수 있습니다. 태양 표면에는 흑점이라 불리는 검은 점이 흩어져 있습니다. 좀 더  정확히 말하면 흑점은 태양 광구에 나타나는 검은 반점으로, 주변보다 온도가 낮아 어둡게 보이며 강한 자기력을 띠는 영역입니다. 태양은 약 11년 주기로 극대기와 극소기를 반복하는데, 극대기에 흑점이 특히 많이 보이고 극소기에는 줄어들어 거의 보이지 않습니다. 흑점은 태양 활동, 특히 플레어와 관련이 있습니다.