지구의 태양: 태양의 나이, 크기 및 역사에 대한 사실

ESA/NASA 태양 궤도선이 2020년 태양을 처음으로 통과하는 동안 찍은 첫 번째 이미지 중 하나입니다.

ESA/NASA 태양 궤도선이 2020년 태양을 처음으로 통과하는 동안 찍은 첫 번째 이미지 중 하나입니다. (이미지 제공: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

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태양은 태양계의 중심에 있으며, 가장 큰 물체입니다. 그것은 태양계 질량의 99.8%를 차지하며 지구 지름의 약 109배입니다. 약 100만 개의 지구가 태양 안에 들어갈 수 있습니다.



태양 표면은 약 화씨 10,000도(섭씨 5,500도) 뜨겁고 핵 반응에 의해 중심부의 온도는 2700만 F(1500만 C) 이상에 이릅니다. 태양이 생산하는 에너지와 일치하려면 초당 1000억 톤의 다이너마이트를 폭발시켜야 한다고 합니다. 나사 .

태양은 1000억 개 이상의 은하수의 별 . 그것은 은하 중심에서 약 25,000광년 거리를 공전하며 대략 2억 5천만 년에 한 번씩 공전을 완료합니다. 태양은 상대적으로 젊고, 헬륨보다 무거운 원소가 상대적으로 풍부한 I군으로 알려진 별 세대에 속합니다. 이전 세대의 별을 인구 II라고 하며, 이 세대의 구성원은 아직 알려지지 않았지만 이전 세대의 인구 III가 존재했을 수 있습니다.

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태양은 어떻게 형성되었나

태양은 약 46억 년 전에 태어났습니다. 많은 과학자들은 태양과 나머지 태양계가 태양 성운으로 알려진 거대하고 회전하는 가스와 먼지 구름으로 형성되었다고 생각합니다. 성운은 중력 때문에 무너지면서 더 빠르게 회전하고 원반 모양으로 납작해졌습니다. 대부분의 물질은 중심을 향해 당겨져 태양을 형성했습니다.

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태양은 앞으로 50억 년 동안 지금의 모습을 유지할 수 있을 만큼 충분한 핵연료를 가지고 있습니다. 그 후에는 부풀어 오르게 됩니다. 빨간 거인 . 결국에는 외층이 벗겨지고 나머지 핵은 붕괴되어 백색왜성이 된다. 백색 왜성은 서서히 퇴색하고, 때때로 '백색왜성'으로 알려진 희미하고 차가운 이론적인 물체로서 최종 단계에 들어갈 것입니다. 검은 왜성 .

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태양계의 중심에 있는 태양을 보여주는 다이어그램(축척이 아님).

태양계의 중심에 있는 태양을 보여주는 다이어그램(축척이 아님).(이미지 제공: NASA/JPL-Caltech)

태양의 내부 구조와 대기

태양과 태양의 분위기 여러 영역과 레이어로 나뉩니다. 태양 내부는 내부에서 외부로 코어, 복사 영역 및 대류 영역으로 구성됩니다. 그 위의 태양 대기는 광구, 채층, 전이 영역 및 코로나로 구성됩니다. 그 너머는 태양풍 , 코로나로부터의 가스 유출.

핵은 태양의 중심에서 표면까지의 약 1/4까지 뻗어 있습니다. 태양 부피의 약 2%에 불과하지만 납 밀도의 거의 15배이며 태양 질량의 거의 절반을 차지합니다. 다음은 코어에서 태양 표면까지의 70%까지 확장되는 복사 영역으로, 태양 부피의 32%, 질량의 48%를 차지합니다. 코어의 빛은 이 영역에서 산란되어 단일 광자가 통과하는 데 종종 백만 년이 걸릴 수 있습니다.

대류 지대는 태양 표면까지 도달하며 태양 부피의 66%를 구성하지만 질량의 2%를 약간 넘습니다. 소용돌이치는 '대류 셀' 가스가 이 영역을 지배합니다. 두 가지 주요 종류의 태양 대류 전지가 존재합니다. 즉, 약 600마일(1,000km) 너비의 과립화 전지와 직경이 약 20,000마일(30,000km)인 초과립화 전지입니다.

광구는 태양 대기의 가장 낮은 층이며 우리가 보는 빛을 방출합니다. 두께는 약 500km이지만 대부분의 빛은 가장 낮은 1/3에서 나옵니다. 광구의 온도 범위는 하단의 11,000F(6,125C)에서 상단의 7,460F(4,125C)입니다. 다음으로 채층은 최고 35,500F(19,725C)까지 더 뜨겁고 일반적으로 약 600마일(1,000km) 너비와 최대 6,000마일(10,000km) 높이의 스피큘로 알려진 뾰족한 구조로 완전히 구성되어 있습니다. .

그 다음에는 수백에서 수천 마일 두께의 전이 영역이 있으며, 이 영역은 그 위의 코로나에 의해 가열되어 대부분의 빛을 자외선으로 방출합니다. 상단에는 이온화 가스의 루프 및 스트림과 같은 구조로 구성된 초고온 코로나가 있습니다. 코로나는 일반적으로 900,000F(500,000C)에서 1080만F(600만C) 범위이며 태양 플레어가 발생하면 수천만도에 이를 수 있습니다. 코로나의 물질은 태양풍으로 날아갑니다.

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태양의 자기장

태양의 자기장은 일반적으로 지구 자기장의 약 2배 정도 강합니다. 하지만 좁은 부위에 집중적으로 집중되어 평소보다 최대 3,000배까지 강해집니다. 자기장의 이러한 꼬임과 꼬임은 태양이 고위도보다 적도에서 더 빠르게 회전하고 태양의 내부가 표면보다 더 빨리 회전하기 때문에 발생합니다.

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이러한 왜곡은 흑점에서 다음과 같이 알려진 장엄한 분출에 이르기까지 다양한 기능을 만듭니다. 플레어 그리고 코로나 질량 방출. 플레어는 태양계에서 가장 격렬한 분출인 반면 코로나 질량 분출은 덜 격렬하지만 엄청난 양의 물질을 포함합니다. 한 번의 분출로 약 200억 톤(180억 미터 톤)의 물질을 우주로 분출할 수 있습니다.

태양의 화학 성분

대부분의 다른 별과 마찬가지로 태양은 대부분 수소로 구성되어 있고 그 다음이 헬륨으로 구성되어 있습니다. 나머지 거의 모든 물질은 산소, 탄소, 네온, 질소, 마그네슘, 철 및 규소의 7가지 다른 요소로 구성됩니다. 태양의 수소 원자 100만 개당 헬륨 98,000개, 산소 850개, 탄소 360개, 네온 120개, 질소 110개, 마그네슘 40개, 철 35개, 규소 35개가 있습니다. 그래도 수소는 모든 원소 중에서 가장 가볍기 때문에 태양 질량의 약 72%만 차지하는 반면 헬륨은 약 26%를 차지합니다.

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이 demokratija.eu 인포그래픽에서 태양 플레어, 태양 폭풍 및 태양의 거대한 분출이 어떻게 작용하는지 확인하십시오. 여기에서 전체 태양 폭풍 인포그래픽을 확인하세요.

이 demokratija.eu 인포그래픽에서 태양 플레어, 태양 폭풍 및 태양의 거대한 분출이 어떻게 작용하는지 확인하십시오. 여기에서 전체 태양 폭풍 인포그래픽 보기 .(이미지 크레디트: Karl Tate/demokratija.eu)

흑점과 태양 주기

흑점은 태양 표면에 있는 비교적 차갑고 어두운 부분으로 종종 대략 원형입니다. 그것들은 태양 내부의 촘촘한 자기장 선 묶음이 표면을 뚫고 나오는 곳에서 나타납니다.

흑점의 수는 태양 자기 활동에 따라 다양합니다. 이 수의 변화는 최소가 없는 것에서 최대 약 250개의 흑점 또는 흑점 클러스터로, 그리고 다시 최소로 돌아오는 것을 태양 주기라고 하며 평균은 약 250개입니다. 11년. 사이클이 끝나면 자기장은 극성을 빠르게 반전시킵니다.

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태양 관측의 역사

예술가

ESA-NASA Solar Orbiter와 NASA의 Parker Solar Probe는 현재 이전의 어떤 우주선보다 가까운 거리에서 전례 없는 세부 사항으로 태양을 연구하고 있습니다.(이미지 크레디트: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab, Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL)

고대 문화는 종종 자연 암석을 수정하거나 석조 기념물을 만들어 태양과 달의 움직임을 표시하고, 계절을 기록하고, 달력을 만들고, 일식을 관찰했습니다. 많은 사람들은 기원전 150년에 고대 그리스 학자 프톨레마이오스가 이 '지구 중심적' 모델을 공식화하면서 태양이 지구 주위를 돈다고 믿었습니다. 그러다 1543년, 니콜라우스 코페르니쿠스 태양계의 태양 중심(태양 중심) 모델을 설명했으며 1610년, 갈릴레오 갈릴레이 목성의 위성에 대한 발견은 모든 천체가 지구를 도는 것은 아님을 확인시켜주었다.

태양과 다른 별이 어떻게 작동하는지 더 알아보기 위해 로켓을 사용한 초기 관측 이후 과학자들은 지구 궤도에서 태양을 연구하기 시작했습니다. NASA는 궤도를 도는 태양 관측소 1962년과 1971년 사이. 그 중 7개는 성공하여 자외선과 X선 파장에서 태양을 분석하고 초고온 코로나를 촬영하는 등의 업적을 남겼습니다.

1990년 NASA와 유럽 우주국은 극지방을 최초로 관측하기 위해 Ulysses 탐사선을 발사했습니다. 2004년 NASA의 Genesis 우주선은 연구를 위해 태양풍 샘플을 지구로 반환했습니다. 2007년 NASA의 이중 우주선 태양 지상파 관계 천문대 (STEREO) 미션이 태양의 첫 3차원 이미지를 반환했습니다. NASA는 2014년 STEREO-B와의 연락이 두절되었으며, 2016년의 짧은 기간을 제외하고는 연락이 끊긴 상태였습니다. STEREO-A는 완전히 작동합니다.

NS 태양 및 태양권 천문대 작년에 우주에서의 25주년을 기념한 (SOHO)는 지금까지 가장 중요한 태양 임무 중 하나였습니다. 태양풍과 태양의 외층 및 내부 구조를 연구하도록 설계된 이 장치는 표면 아래의 흑점 구조를 이미지화하고, 태양풍의 가속도를 측정하고, 코로나파와 태양 토네이도를 발견하고, 1,000개 이상의 혜성을 발견했으며, 우주 날씨를 예측하는 우리의 능력에 혁명을 일으켰습니다.

2010년에 출범한 SDO(Solar Dynamics Observatory)는 태양 흑점에서 바깥쪽으로 흘러가는 물질의 전례 없는 세부 정보와 태양 표면의 활동에 대한 극도의 근접 촬영 및 최초의 고해상도 측정값을 반환했습니다. 광범위한 극자외선 파장의 태양 플레어.

태양 관측 함대에 가장 최근에 추가된 것은 2018년에 발사된 NASA의 Parker Solar Probe와 2020년에 발사된 ESA/NASA Solar Orbiter입니다. 이 두 우주선 모두 이전의 어떤 우주선보다 태양을 더 가깝게 공전하며 환경을 보완적으로 측정합니다. 별 근처.

파커 솔라 탐사선이 가까이 오는 동안 태양의 외부 대기인 코로나 속으로 잠수하여 화씨 100만 도 이상의 뜨거운 온도를 견뎌야 합니다. 가장 가까운 거리에서 Parker Solar Probe는 태양 표면까지 단 400만 마일(650만km)을 비행할 것입니다(태양과 지구 사이의 거리는 9300만 마일(1억 5000만km)). 그것이 수행하는 측정은 과학자들이 태양을 통해 에너지가 흐르는 방식, 태양풍의 구조, 에너지 입자가 가속되고 운반되는 방식에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 됩니다.

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Solar Orbiter는 Parker Solar Probe만큼 가까이 날지 못하지만 가장 가까운 거리에서 태양 표면의 이미지를 촬영하는 첨단 카메라와 망원경이 장착되어 있습니다. Parker Solar Probe가 태양 표면을 직접 볼 수 있는 카메라를 휴대하는 것은 기술적으로 불가능했습니다.

가장 가까운 태양 궤도선은 수성보다 약 25% 더 가까운 별에서 약 2600만 마일(4300만 km) 떨어진 거리를 지나갈 것입니다. 태양에 가장 가까운 타원 궤도의 지점인 첫 번째 근일점 동안 우주선은 지구에서 약 절반 거리까지 태양에 접근했습니다. 작년 6월에 공개된 첫 번째 근일점 동안 획득한 이미지는 지금까지 촬영된 태양과 가장 가까운 이미지였으며 이전에는 별 표면에서 볼 수 없었던 특징을 드러냈습니다. 모닥불.

Solar Orbiter가 몇 번의 근접 통과를 완료한 후, 임무 컨트롤러는 우주선의 카메라가 태양 극의 최초 근접 이미지를 찍을 수 있도록 행성이 공전하는 황도면에서 궤도를 상승시키기 시작할 것입니다. 극지방의 활동을 매핑하면 과학자들이 11년 태양 주기를 이끄는 태양 자기장을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

이 기사는 demokratija.eu의 수석 작가 Tereza Pultarova가 2021년 6월 9일에 업데이트했습니다.