태양 사용 설명서; 탄생과 죽음에 관하여

Credit: NASA/SDO

 

태양의 탄생

태양의 이야기는 수십억 년 전 분자 구름으로 알려진 가스와 먼지 구름에서 시작됩니다. 이 구름은 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높으며 새로운 별을 만드는 데 필요한 모든 원자재를 포함하고 있습니다. 우리의 특정한 분자 구름은 꽤 방대했고 많은 별을 만들기에 충분한 물질을 포함하고 있었습니다. 하지만 지금은 우리 태양에만 관심이 있습니다. 구름이 자체 중력에 의해 붕괴되기 시작하면서 중심에 있는 물질이 가열되기 시작했고 결국 온도와 압력이 극에 달해 핵융합이 일어나기 시작했습니다. 이것은 가벼운 원소들이 융합하여 더 무거운 원소를 만드는 과정이며 엄청난 양의 에너지를 빛과 열의 형태로 방출합니다. 그리고 그렇게 태양이 태어났습니다. 하지만 본격적인 스타가 되기까지의 과정은 순식간이 아니었습니다. 수백만 년 동안 태양은 그것이 태어난 구름의 잔해로 여전히 둘러싸여 있었습니다. 이 잔해들은 계속해서 구름의 중심으로 끌려갔고, 그렇게 하면서 서로 충돌하고 가열되어 결국 젊은 태양 주위에 회전하는 원반을 형성했습니다. 이 디스크는 가스, 먼지, 암석으로 구성되어 있으며 결국 태양계의 행성이 됩니다.

 

태양의 일생

일단 태양이 형성되면 주계열성으로 일생을 시작했습니다. 이것은 헬륨을 생성하기 위해 코어에서 수소 원자를 함께 융합하고 있음을 의미합니다. 이 과정은 빛과 열의 형태로 엄청난 양의 에너지를 방출하며 이것이 태양을 빛나게 하는 것입니다. 수십억 년 동안 태양은 계속해서 핵에서 수소를 융합하여 점점 더 많은 연료를 헬륨으로 전환할 것입니다. 그러나 결국 태양은 수소가 고갈되기 시작할 것입니다. 이런 일이 발생하면 태양의 핵이 수축하여 바깥층이 확장됩니다. 이 확장으로 인해 태양은 적색 거성이 됩니다. 이 단계에서 태양은 지금보다 훨씬 더 크고 밝을 것입니다. 또한 훨씬 더 차가워지고 태양의 표면은 훨씬 더 붉어질 것입니다. 이 단계는 약 10억 년 동안 지속되며, 이 기간 동안 태양은 상당한 양의 질량을 잃게 됩니다. 또한 핵에서 헬륨을 융합하기 시작하여 더 무거운 원소를 생성합니다. 그러나 결국 태양도 헬륨이 고갈될 것입니다. 이런 일이 발생하면 코어가 다시 수축하고 외부 레이어가 한 번 더 확장됩니다. 이번에는 태양이 적색 초거성이 됩니다. 이전보다 훨씬 더 크고 밝아질 것이며, 핵에서 더 무거운 원소를 계속해서 융합할 것입니다.

 

태양의 죽음

태양의 삶의 마지막 장은 극적인 것입니다. 수십억 년의 핵융합 끝에 태양은 결국 연료가 완전히 바닥날 것입니다. 이런 일이 발생하면 코어가 자체적으로 붕괴되어 막대한 에너지 폭발을 일으킵니다. 이 폭발은 초신성으로 알려져 있으며 우주에서 가장 강력한 사건 중 하나입니다. 초신성 폭발이 일어나는 동안 태양의 외층은 우주 공간으로 날아가고 핵만 남게 됩니다. 이 핵은 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높고 백색 왜성으로 알려질 것입니다. 그것은 대략 지구 크기이지만 태양 질량의 약 절반을 포함할 것입니다. 시간이 지남에 따라 백색 왜성은 점차 식어 완전히 사라질 때까지 점차 어두워집니다. 이것으로 태양의 이야기는 끝이 납니다. 그러나 태양이 일생 동안 방출한 에너지는 앞으로 수십억 년 동안 우주를 통해 계속 파급되어 지구와 그 너머의 생명체에 동력을 공급할 것입니다.

 

태양의 죽음은 지구와 그 위의 모든 생명체에 중대한 영향을 미칠 것입니다. 태양이 연료를 다 써버리고 적색 거성이 되면 지구를 포함한 내부 행성들을 집어삼킬 크기로 팽창할 것입니다. 이 팽창으로 인해 지구 표면의 온도가 상승하여 바다가 증발하고 행성 대기가 파괴됩니다. 증가된 열은 또한 지구 표면을 녹이게 하여 새로운 녹은 지각을 형성하게 합니다. 적색 거성 단계가 지나면 태양은 에너지를 거의 방출하지 않는 밀도가 높고 극도로 뜨거운 물체인 백색 왜성이 됩니다. 이로 인해 행성에 대한 태양의 중력이 손실되어 원래 궤도에서 천천히 표류하게 됩니다. 시간이 지남에 따라 지구를 포함한 행성들은 태양에서 멀어지고 결국 우주 깊은 곳으로 사라질 것입니다. 태양 에너지가 없다면 지구상의 생명체는 불가능할 것입니다. 태양은 식물이 산소를 생산하고 먹이 사슬을 지원하는 과정인 광합성을 촉진하는 에너지를 제공합니다. 태양 에너지의 손실은 지구상의 모든 생명체를 종말로 이끌 것입니다. 그러나 태양의 죽음이 임박한 것은 아닙니다. 태양은 현재 수명의 한가운데 있으며 연료가 떨어지기 시작할 때까지 앞으로 50억 년 동안 계속 타오를 것입니다.