우리들이 살고 있는 태양계는 은하수의 상당히 끝부분에 있기에 은하계를 조금 떨어진 위치에서 볼 수가 있습니다.
그렇다고는 해도 거대한 은하수 전체를 바라 보기에는 지구자체가 방해가 되어 버립니다. 이런 이유로 유럽 남천첨문대(ESO)가
북반구와 남반구의 망원경을 사용하여 수 개월에 걸쳐 촬영한 사진을 합성하여 한 개의 거대한 사진을 작성했다고 합니다.
이것이 바로 직경 10만 광년인 은하계의 전모입니다.
은하계의 360도 파노라마 사진 (ESO - The Milky Way panorama)
ESO(European Southern Observatory) 사이트에는 4,000만 화소의 jpg 화상과 오리지널의 8억 화소의 사진이 공개되고 있습니다.
2008년 8월 - 2009년 2월 사이에 프랑스 천체 사진가 세르쥬 부니에르씨가 북반구의 카나리아 제도의 라 파르마와
남반구의 칠레 아타카마 사막에서 촬영하여 1,200장에 달하는 디지털 화상을 합성해 완성했다고 합니다.
사진의 오른쪽 밑에 보이는 것은 "대 마젤란 구름"과 "소 마젤란 구름"이라고...
Stars at the Galactic Center - 은하계 중심의 별들
우주의 스케일은 너무나 커 얼핏 이해하기 곤란한 정도이며, 이 은하계에는 태양과 같은 항성이 2,000억 - 4,000억 개가 존재 한답니다.
허블망원경으로 본 은하의 모습들 <1> <2>, NASA의 허블 우주망원경, 히말라야에서 은하수의 아름다움을 담은 사진,
그렇다고는 해도 거대한 은하수 전체를 바라 보기에는 지구자체가 방해가 되어 버립니다. 이런 이유로 유럽 남천첨문대(ESO)가
북반구와 남반구의 망원경을 사용하여 수 개월에 걸쳐 촬영한 사진을 합성하여 한 개의 거대한 사진을 작성했다고 합니다.
이것이 바로 직경 10만 광년인 은하계의 전모입니다.
은하계의 360도 파노라마 사진 (ESO - The Milky Way panorama)
ESO(European Southern Observatory) 사이트에는 4,000만 화소의 jpg 화상과 오리지널의 8억 화소의 사진이 공개되고 있습니다.
2008년 8월 - 2009년 2월 사이에 프랑스 천체 사진가 세르쥬 부니에르씨가 북반구의 카나리아 제도의 라 파르마와
남반구의 칠레 아타카마 사막에서 촬영하여 1,200장에 달하는 디지털 화상을 합성해 완성했다고 합니다.
사진의 오른쪽 밑에 보이는 것은 "대 마젤란 구름"과 "소 마젤란 구름"이라고...
위쪽은 2017년 6월에 적도 위쪽에 있는 레바논에서,
아래쪽은 6개월 뒤 지구 반대편에 있는 칠레에서 찍은 사진을 합성한 것으로,
각각은 은하계의 별들 중 서로 반대편에 있는 절반을 완전히 포착하기 때문에 합치면 은하계 별 전체가 됩니다.
https://apod.nasa.gov/apod/ap180313.html
Stars at the Galactic Center - 은하계 중심의 별들
우주의 스케일은 너무나 커 얼핏 이해하기 곤란한 정도이며, 이 은하계에는 태양과 같은 항성이 2,000억 - 4,000억 개가 존재 한답니다.
허블망원경으로 본 은하의 모습들 <1> <2>, NASA의 허블 우주망원경, 히말라야에서 은하수의 아름다움을 담은 사진,
이런 광경이 나왔답니다. 저 반짝이는 것이 모두 은하랍니다.
일명 허블 울트라 딥 필드( Hubble Ultra Deep Field ) 라고 합니다.
참조 사이트
NASA, 위키피디아, 우주 풍경탐험, 항공무기체계 - 세계는 지금,
일명 허블 울트라 딥 필드( Hubble Ultra Deep Field ) 라고 합니다.
참조 사이트
NASA, 위키피디아, 우주 풍경탐험, 항공무기체계 - 세계는 지금,
1. 태양계(太陽系, Solar System)의 구성
| 태양계(太陽系, Solar System)는 대략 46억 년 전 거대 분자 구름의 중력 붕괴로 형성된 태양과, 태양과 함께 태어나 태양의 중력에 붙잡혀 있는 주변 천체들이 이루는 체계를 말한다. 태양계는 나선 은하인 우리 은하의 중심으로부터 3만 광년 정도 떨어진 가장자리에 위치하고 있다. 이에 따라 태양은 우리은하의 중심을 초속 약 220km 정도로 회전하여 2억5천만년 후에 제자리에 되돌아 올 수 있다. 태양계에는 태양과 8개의 행성 그리고 수많은 소천체가 존재하고 있는데 소행성대를 기준으로 안쪽에 있는 네 개의 작은 행성 수성, 금성, 지구, 화성, 즉 지구형 행성들은 주로 암석과 금속으로 구성되어 있고, 바깥쪽에 있는 네 개의 큰 행성 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 즉 거대 가스 행성(목성형 행성)들은 대량의 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며, 지구형 행성들보다 훨씬 무겁다. 태양계의 또다른 구성 요소인 소천체 중 화성과 목성 사이에 있는 소행성대의 소천체들은 지구형 행성들과 비슷하게 암석과 금속으로 구성되어 있다. 카이퍼 대와 그 소집단 산란 분포대는 해왕성 궤도 너머에 있으며, 이곳의 천체들은 대부분 물, 암모니아, 메테인 등이 얼어 있는 얼음으로 구성되어 있다. 이 대(띠, 구역) 내에 있는 다섯 개의 천체 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스는 자체 중력으로 원형을 유지할 만큼 크다고 인정되어 왜행성이라고 불린다. 장주기 혜성들의 고향 구실을 하고 있는 오르트 구름은 지금까지의 구역들의 대략 천 배의 거리에 걸쳐 있다. 태양계 내에서 혜성, 켄타우루스, 우주 먼지 같은 소천체들은 이런 구역들을 자유롭게 떠다니고 있고, 태양으로부터의 플라스마 흐름인 태양풍은 태양권 내에서 항성풍을 만들어 내고있다. 여섯 개의 행성(지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성)과 세 개의 왜행성(명왕성, 에리스, 하우메아)은 위성을 가지고 있으며목성형 행성들은 모두 고리를 가지고 있다. 태양계 내의 모든 천체는 태양의 주위를 하늘의 북극에서 볼 때 시계 반대방향으로 공전한다. 공전궤도는 거의 동일한 평면상에 있고, 궤도는 태양을 초점으로 하는 원에 가까운 타원궤도를 돌고 있다. 현재 8개의 행성은 지구에서 가까운 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성의 순으로 위치하고 있고, 소행성은 그 수가 많아 궤도가 알려져 있는 것만도 1만개 이상이나 된다.
태양계에는 항성인 태양과 그 가까이로부터 수성, 금성, 지구, 화성, 즉 지구형 행성이 순서대로 나열되어 있으며 그 다음에 소행성대(유성대, Asteroid belt)가 존재한다. 이후 목성, 토성, 천왕성, 해왕성으로 구성된 목성형 행성이 나열되어서 총 8개의 행성이 존재한다. 그 바깥에는 얼음덩어리들과 미행성들로 구성된 카이퍼 대(Kuiper belt), 산란분포대(원반대역, scattered disk)이 있으며, 가장 바깥쪽에는 오르트구름(Oort cloud)이 있다. 유성체, 혜성과 성간 물질 등은 SSSB(small solar system bodies)로 분류된다. 전체 8개의 행성, 166개의 위성과 5개의 왜행성 및 왜행성을 도는 4개의 위성, 수십억 개의 소천체들(약 13만 개의 소행성, 1000개의 혜성, 카이퍼 대 천체, 성간 먼지를 포함한 수치임)로 이루어져 있다. The regions (or zones) of the Solar system: the inner planets(지구형 행성), the asteroid belt(소행성 대), the giant planets(Jovians) (목성형 행성), the Kuiper belt(카이퍼 대). 장주기 혜성의 집으로 생각되고 있는 '오르트구름'을 포함하더라도 태양계의 질량을 보면. 99.8%이상이 태양의 질량이다. 나머지 약 0.1%는 목성의 질량이고, 그 나머지 0.1%중 지구 질량이 차지하는 비율은 거기에 또 약 0.1%로 생각된다. 태양계는 소행성대를 경계로 하여 그보다 안쪽의 행성과 바깥쪽의 행성과는 성질이 상당히 다르다. 즉, 수성, 금성, 지구, 화성은 질량, 반지름이 모두 작지만 평균밀도는 1cm3당 3∼6g으로 높다. 이것은 본체가 고체로 되어 있고, 그 둘레의 대기층은 극히 얇다는 것을 암시하고 있다. 스펙트럼 분석에 의하면, 대기는 산소나 그 화합물, 특히 이산화탄소(CO2)나 물(H2O)을 함유하고, 행성 전체는 무거운 원소인 규소(Si), 철(Fe)이나 그 화합물이 주성분이다. 이와 같이 물리적, 화학적 성질이 지구와 유사하므로 지구형 행성(地球型行星)으로 불린다. 또 자전주기도 비교적 길고 형태도 공에 가깝다. 이에 대해서 "목성형 행성(木星型行星)"으로 불리는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 전혀 성질이 달라, 질량은 지구의 10∼300배, 평균밀도는 1cm3당 0.7∼1.6g으로 극히 작다. 또 대기는 수소화합물(수소, 메탄, 암모니아)을 함유하는데, 이들은 원시태양물질이 그대로 남은 것이다. 자전속도도 지구형 행성에 비해서 크고, 행성의 형태도 일반적으로 편평하다. 이런 사실에서 미루어 목성형 행성은 두꺼운 짙은 대기에 싸이고, 원시상태에 머물러 있는 것으로 생각된다. 여기서 예외적인 것이 명왕성인데, 궤도요소나 질량이 목성형 행성과 상당히 다르기 때문에, 태양계 밖의 천체가 대행성의 섭동으로 포획(捕獲)된 것으로 생각되고 있다. 또 소행성은 화성과 목성의 중간에 있던 행성이 폭발한 조각으로 생각되고 있다.
*. 명왕성 ----> 왜행성으로 분류됨(소행성134340)  Planets and dwarf planets of the Solar System. Sizes are to scale, but relative distances from the Sun are not. 태양계 내의 행성과 왜행성들의 크기를 비교한 그림이다. 단 태양과의 거리는 그림과 비례하지 않는다.  행성들의 적도 경사각 |
 
태양계 행성들의 공전궤도
우리 은하에서 태양계의 위치. 노란원이 태양계가 있는 곳. 해왕성 바깥의 천체들 목성형 행성의 최외곽에 있는 해왕성의 바깥 천체를 좀 더 자세하게 구분해보면 아래와 같이 나눌 수 있다. [해왕성 부근 천체] 켄타우루스 소행성족 해왕성 트로이족 [해왕성 바깥 천체(TNO)] 카이퍼 대 천체(KBO) 큐비원족(cubewano) 공명 해왕성 바깥 천체 산란 분포대 천체(SDO) 오르트 구름 천체(OCO) |
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2. 태양(太陽, Solar)
지구의 1년(1태양년)은 지구가 태양을 1회 공전하는 시간이다. 이와 비슷한 관점에서 태양이 은하계를 1회전하는 것을 태양의 1년(또는 1은하년)이라고 한다면, 1회전에 약 2억 년이 걸린다. 생성된 뒤 45억 년을 경과한 태양은 22회 정도 은하계를 회전한 결과가 되는데, 태양의 수명은 약 100억 년으로 짐작되므로 50회 정도 은하계를 돌 수 있다.
태양은 태양계의 중심에서 태양계 천체들을 중력적으로 지배하며, 인류가 그 표면을 관찰할 수 있을 정도로 가까이 놓여 있는 유일한 항성이다. 그 질량은 태양계 구성 물질의 거의 전부를 차지한다 (태양계 총질량의 99.9％를 차지). 막대한 질량(지구질량의 33만 2,900배) 때문에 태양 내부는 핵융합이 일어나기에 충분한 밀도가 유지될 수 있으며 융합 반응을 통해 막대한 양의 에너지가 전자기 복사 형태로 우주 공간으로 방출된다. 전자기 복사 중 400~700 나노미터 띠 부분이 우리가 가시광선으로 부르는 영역이고, 인간의 눈으로 볼 수 있는 부분이다. 태양이 복사하는 빛이나 열 또는 바람은 행성 등에 여러 영향을 끼치며, 행성의 대기를 만들고 그것을 움직여 지구상의 생명을 탄생시켰다. 따라서 지구상의 생명의 원천이며, 인류에 있어서 단순한 하나의 항성이 아니라 생활을 지배하는 천체이다.
태양은 고온의 가스덩어리이며, 이 가스가 우주공간으로 흩어져버리지 않는 것은 태양의 큰 질량에 의해 중심으로 향하는 강한 인력이 작용하기 때문이며, 그 결과 공모양을 이루고 있다. 지구의 표면이 밀도가 큰 고체로 구성되어 있는 데 비하여, 태양은 기체로 구성되어 있어 밀도가 지구보다 작다. 하지만 지구에서 중력권 밖으로 탈출하는 데는 탈출속도가 초속 11.2㎞인 데 대해, 태양에서는 초속 600㎞의 고속이어야 한다. 그러므로 고온의 코로나 입자는 고속으로 움직이고 있으나 대부분 태양에서 벗어날 수 없다.
태양의 표면 온도는 약 5,800 켈빈으로 분광형상 G2 V에 속하는데, 이는 '질량이 큰 편에 속하는 황색 왜성'이다. 우리 은하에 속해 있는 모든 별들 중에서 태양은 제법 무겁고 밝은 별이다. 태양보다 밝고 뜨거운 별들은 드물며 그 반대의 경우(적색 왜성, 오렌지색 왜성)는 흔하다. 적색 왜성의 경우 우리 은하 항성들의 85퍼센트를 차지한다고 알려져 있다.
태양은 종족 I 항성에 속하는데, 우주 진화의 후기 단계 때 태어났으며 따라서 수소 및 헬륨보다 무거운 '금속'을 이전 세대인 종족 II 항성들보다 많이 품고 있다. 수소 및 헬륨보다 무거운 원소들은 오래 전 폭발한 무거운 별들의 중심핵에서 만들어진다. 따라서 우주가 태어난 뒤 생겨난 1세대 항성들의 내부에는 이러한 무거운 원소들이 없었을 것이며, 1세대가 죽음을 맞으면서 우주에는 무거운 물질들이 흩어지게 되었다. 태양에 이처럼 무거운 원소가 풍부하다는 사실은 태양 주위에 행성계가 형성되어 있는 현실과 밀접한 연관이 있어 보이는데, 그 이유는 행성들은 중원소 물질들이 중력으로 뭉치면서 태어나기 때문이다.
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| The structure of the Sun | 전자기 스펙트럼 영역에서 엑스선으로 촬영한 태양의 모습. |
태양권의 개념도 |
■ 태양의 여러 모습들, 별의 탄생,
■ 더 많은 태양의 모습들(NASA) - More solar images from the Solar Dynamics Observatory (SDO), More solar images from Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)
태양은 빛과 함께 대전된 입자, 즉 플라스마의 지속적인 흐름인 태양풍을 발산한다. 이 입자의 흐름은 시속 150만 킬로미터의 속도로 퍼져나가, 희박한 태양권을 만들어내는데 최소한 100 AU까지 퍼져나간다(태양권 계면을 참조). 이것이 행성간 매질이다. 태양 표면에서 일어나는 태양 플레어나 코로나 질량 방출같은 지자기폭풍은 태양권을 어지럽히고 우주 기후를 만들어 낸다. 태양권 내에서 가장 거대한 구조물은 태양의 회전 자기장으로 인해 행성간 매질에 생성되는 나선형의 태양권 전류편이다. (천문단위(天文單位) 또는 AU(astronomical unit)는 천문학에서 주로 이용되는 길이의 단위로, 지구에서 태양까지의 거리를 1 AU로 정한 것이다. 실제로는 지구의 공전궤도가 타원이기 때문에 타원의 긴반지름으로 정의된다. 정확한 값은 1AU = 1.4959787066 × 10m, 1AU = 1495억 9787만 0660m)
우주선은 태양계 외부에서 오는 것으로 태양권이 우주선으로부터 태양계를 부분적으로 보호하고, 행성의 자기장(자기장이 있는 행성의 경우에만) 또한 행성을 다소 보호해 준다. 성간물질 안에 있는 우주선의 밀도와 태양 자기장의 세기는 매우 긴 시간에 걸쳐 변화하고, 이에 따라 태양계 안의 우주 방사선의 수준은 변화한다. 그러나 얼마나 변화하는지는 알 수 없다.
우주선은 태양계 외부에서 오는 것으로 태양권이 우주선으로부터 태양계를 부분적으로 보호하고, 행성의 자기장(자기장이 있는 행성의 경우에만) 또한 행성을 다소 보호해 준다. 성간물질 안에 있는 우주선의 밀도와 태양 자기장의 세기는 매우 긴 시간에 걸쳐 변화하고, 이에 따라 태양계 안의 우주 방사선의 수준은 변화한다. 그러나 얼마나 변화하는지는 알 수 없다.
| 태양 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 내부 구조 | 태양핵 · 복사층 · 대류층 |  태양의 흑점 |
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| 태양 대기권 |
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| 변화 | 태양 순환기 · 태양 극대기 · 태양 극소기 · 울프수 · 플레어 · 일진학 | ||||||
| 태양권 | 태양풍 (태양권 전류편) · 말단충격 · 헬리오시스 · 태양권계면 · 뱃머리 충격파 | ||||||
| 기타 | 태양계 · 다이나모 · 태양망원경 · 일식 · 햇빛 | ||||||
태양의 내부구조
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| 1. Core 2. Radiative zone 3. Convective zone 4. Photosphere 5. Chromosphere 6. Corona 7. Sunspot 8. Granules 9. Prominence |
태양핵(太陽核) - Solar Core 태양의 중심부에서 태양반경의 20퍼센트 정도 되는 범위에 해당하는 곳이다. 이 부분은 태양계 내에서 최고로 뜨거운 부분이다. 밀도는 최대 1제곱미터당 15만Kg (지구상의 물의 밀도의 150배)이며 온도는 1천 5백만 켈빈(태양의 표면은 6,000켈빈 정도)에 이른다. |
복사층 - Radiation zone 복사층은 중심핵과 대류층 사이 영역에 해당되는 부분이다. 핵에서 핵융합에 의해 발생한 에너지는 전자기파의 형태로 복사층으로 움직인다. 복사층은 매우 고밀도로 에너지는 파동으로 튕겨 다니기에 쉽게 태양외부로 빠져나가지 못한다. 핵에서 나온 에너지가 태양을 탈출하는 데 걸리는 평균 시간은 약 1만 7천년~5만년이다. |
대류층 - Convection zone 대류층 밑에서 올라오는 복사층의 뜨거운 열이 대류층에서 급격하게 식게 된다. 이런 온도 차이로 인해 대류층에서 엄청난 대류가 일어나며 이로 인해 태양 표면에 쌀알 조직이 생기게 된다. |
태양의 대기권
● 광구(光球, Photosphere) - 태양면 현상
태양은 가스덩어리로 뚜렷한 표면은 없으며, 가스때문에 깊이 들여다볼 수도 없다. 투시할 수 있는 구각상(球殼狀)의 대기를 광구라고 하며, 표면에서 약 500㎞의 깊이이다.
표면의 온도는 4200K이고, 깊숙한 곳은 6400K이다.
태양은 가스덩어리로 뚜렷한 표면은 없으며, 가스때문에 깊이 들여다볼 수도 없다. 투시할 수 있는 구각상(球殼狀)의 대기를 광구라고 하며, 표면에서 약 500㎞의 깊이이다.
표면의 온도는 4200K이고, 깊숙한 곳은 6400K이다.
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| 광구(光球) Photosphere |
초입상반(초대형 쌀알조직) Supergranulation |
입상반(粒狀斑) - 쌀알조직 Granule |
광반 / 백반(白斑) Faculae |
흑점(黑點) Sunspot |
● 채층(彩層, chromosphere)은 태양 광구 바로 위의 얇은 층의 대기이며, 대략 10,000 km정도의 깊이를 지니고 있다. 채층은 광구에 비해 시각적으로 좀 더 투명하다.
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A plage is a bright region in the chromosphere of the Sun, typically found in regions of the chromosphere near sunspots. |
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| 채층 (彩層) Chromosphere |
플라주 Plage |
스피큘 Spicule |
모레톤파 - Moreton wave Animation of a Moreton wave |
태양 플레어 - Flare 태양 대기에서의 격렬한 폭발 |
● 코로나(Corona)는 태양이나 다른 천구체의 빛나는 플라스마 대기이다. 우주공간으로 수백만 킬로미터 뻗어나가며, 완전 일식때 쉽게 관측할 수 있으며,
코로나의 흥미로운 면은 태양의 "표면"보다 거의 200배 정도 더 뜨겁다는 사실이다. 광구의 평균 온도는 5,800 K 이며, 코로나의 평균 온도는 100만-300만 K 이다.
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| 코로나 Corona |
천이영역 - Transition region 채층과 코로나 사이의 영역 |
코로나홀 - Coronal hole 코로나홀과 태양풍 |
코로나루프 - Coronal loop 양 끝이 고정된 자기다발 |
홍염 - Prominence 코로나질량방출을 야기 |
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주로 전자와 양성자 및 약간의 헬륨·산소·철 등의 원소를 포함한 플라스마의 폭발을 포함한 태양 현상을 가리킨다. 방출된 입자가 지구에 접근하면, 지구의 자기권을 교란하는데, 태양 방면의 자기권은 압축되며, 반대 방면의 자기권은 길게 늘어진다. 자기권이 태양 반대편에서 재결합하면, 엄청난 양의 전기가 발생하며 이 전기는 지구의 상부 대기로 쏟아진다. 이 과정은 강한 오로라를 형성한다. 태양플레어와 함께, 코로나 질량 방출은 전파를 교란하며, 정전을 유발하며, 인공 위성 및 전력송신에 피해를 입힌다. A Video of the series of CMEs in August 2010 디스커버리뉴스 최고의 사진으로 선정된 태양 코로나의 모습 |
태양권(Heliosphere)
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| 태양풍 - Solar wind 태양의 상부 대기층에서 방출 된 전하 입자, 즉 플라스마의 흐름 태양권 전류편 - Heliosphere Current sheet 태양 자기장의 극성이 북에서 남으로 변하는 곳 |
말단충격 Termination shock 태양 영향력의 한계를 구분짓는 경계의 일종이다. 이 경계면은 초음속이던 태양풍 입자가 은하의 성간매질과의 충돌에 의해 아음속으로 떨어지는 지점이다. |
헬리오시스 (태양권 덮개) heliosheath 태양권계면과 말단충격 사이의 영역으로, 태양권의 가장 바깥층이다. 태양권계면 밖은 은하로, 태양의 자기장이 미치지 않는다. 보이저위성이 여기에 도달했다. |
태양권계면 Heliopause 태양의 태양풍이 성간매질(은하를 채우고 있는 농도 낮은 수소 및 헬륨 가스)에 의해 멈추어지는 경계면. |
뱃머리 충격파 Bow shock 태양풍이 행성간 공간에서 행성의 자기권이나 이온층과 부딪힐 때 발생하는 충격파의 일종으로, 초음속으로 비행하는 비행기의 앞부분에 생기는 충격파와 비슷한 원리로 발생된다. |
일식 (日蝕, Eclipse)
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일식(日蝕, Eclipse)은 달이 태양을 가리는 천문현상을 말한다. 지구 표면에서 볼 때의 태양과 달의 시직경이 비슷하고, 지구가 태양 주위를 도는 궤도면(황도)과 달이 지구 주위를 도는 궤도면(백도)이 거의 일치하여 달이 지구 주위를 돌면서 태양의 앞면에 와서 태양을 가리는 경우가 생기는데, 이 때에 일식이 일어난다. 또 달이 태양의 반대쪽에 와서 지구 그림자로 들어가면 월식이 된다. 지구에서는 달의 그림자가 지는 지역에서 일식 현상을 관측할 수 있다. 개기 일식은 전지구적으로는 약 18개월에 한 번씩 일어난다.
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- 일식에 관한 자세한 글(우주,풍경),
- 금세기 최고의 일식.. 중국신화사 통신 촬영 사진들, 금세기 최고, 최장의 개기일식 (2009. 7. 22), 세계의 일식 관측 사진, 화려한 일식 사진,
나사에서 최초로 공개한 태양 표면 360도 이미지 입니다. 쌍둥이 태양탐사선 스테레오를 이용해 찍어 이어붙여 만들었는데 중간에 빈 부분도 곧 채워진다고 합니다.
| 자기권 | |
|---|---|
| 자기권 내부 | 지권 · 지자기 · 오로라 · 극동풍 · 대기 대순환 · 제트 기류 |
| 지구의 자기권 | 전리층 · 플라즈마권 · 자기권계면 · 고리 전류 · 밴 앨런대 · 버켈랜드 전류 · 자기권덮개 |
| 태양풍 | 행성간 자기장 · 태양권 · 태양권계면 · 태양 플레어 · 자기폭풍 · 우주 기후 · 태양권 전류편 · 코로나질량방출 |
| 다른 행성 | 목성의 자기권 · 행성의 고리 (목성, 토성, 천왕성, 해왕성) · 기체 환 |
3. 태양계(Solar System)
태양계의 구분
비공식적으로 태양계는 여러 형태로 나뉜다.
1. 내행성(inner Solar System)과 외행성(outer Solar System)
2. 물리적, 동역학적 관점에서 태양 주위를 도는 천체들은 행성, 왜행성, 태양계 소천체(small Solar System bodies)의 세 종류로 분류된다.
1. 내행성(inner Solar System)과 외행성(outer Solar System)
- 내행성에는 네 개의 암석 행성(지구형 행성)과 소행성대가 포함된다
- 소행성대 너머 외행성에는 네 개의 가스 행성(목성형 행성)이 포함된다.
- 카이퍼 대의 발견으로 태양계의 규모는 해왕성 너머 천체까지 미치게 되었다.
2. 물리적, 동역학적 관점에서 태양 주위를 도는 천체들은 행성, 왜행성, 태양계 소천체(small Solar System bodies)의 세 종류로 분류된다.
- [행성]은 구형의 몸체를 이룰 정도로 충분한 질량을 가지면서, 공전 궤도상에 있던 자신보다 작은 모든 천체를 '빨아먹은' 천체를 일컫는다. 이 정의에 따르면 태양계에는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 8개의 행성이 있다. 명왕성은 궤도 근처에 있는 카이퍼 대 물질들을 빨아들여 커지지 못하여 위의 정의를 만족하지 못한다.
- [왜행성]은 구형의 몸체를 이룰 정도로 충분한 질량을 가지면서 태양을 공전하고 있으나, 행성과는 달리 궤도 근처의 자신보다 작은 천체들을 청소하지 못한 천체들을 일컫는다. 이 정의에 따르면 태양계에는 1 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 136199 에리스 5개의 왜행성이 있다. 90377 세드나, 90482 오르쿠스, 50000 콰오아 등 다른 천체들은 장래에 왜행성으로 분류될 가능성이 있다.
- 해왕성 횡단 영역 내를 돌고 있는 왜행성들을 명왕성형 천체 또는 플루토이드로 부른다. 태양 주위를 돌고 있는 나머지 천체들을 태양계 소천체로 부른다.
태양과 8행성의 크기 비교.
3-1. The inner Solar System
The inner Solar System is the traditional name for the region comprising the terrestrial planets and asteroids. Composed mainly of silicates and metals, the objects of the inner Solar System huddle very closely to the Sun; the radius of this entire region is shorter than the distance between Jupiter and Saturn.
보통 천문학자들은 태양계를 두개의 구역으로 나누었는데 소행성 궤도를 기준으로 안쪽을 inner Solar System 그리고 바깥쪽을 outer Solar System 이라고 구분한다.
지구형행성(地球型行星, Terrestrial Planet)
보통 내행성(Inner Planets)과 동의어로 사용된다.
Oort cloud Sedna orbit
 지구형 행성의 크기 비교. 왼쪽으로부터 수성, 금성, 지구, 화성 순이다.태양계에는 수성, 금성, 지구, 화성 4개의 지구형 행성이 있다. 태양계가 처음 생겨날 때 존재했던 수많은 미행성들이 서로 뭉쳤고 현재의 4개의 행성의 재료가 되었다. 생성 과정에서 살아남은 네 행성 중, 지구만이 물로 이뤄진 수권을 가지고 있다. 또한 암석질 왜행성인 세레스(Ceres)>가 존재한다. 명왕성과 같은 왜행성들은 고체의 표면을 지닌다는 점에서 지구형 행성들과 유사하지만, 구성 성분이 얼음이라는 점에서 구별된다. 이 점에서 암석질 왜행성과 달리 얼음 왜행성이라고 부르기도 한다. 지구형 행성은 규산염 암석을 주성분으로 만들어진 행성을 말하는데 철을 주성분으로 하는 핵을 규산염 성분의 맨틀이 감싸고 있다. 달 역시 비슷한 구조이나 철로 된 핵은 없다. 지구형 행성들은 표면에 계곡, 크레이터, 산, 화산의 지형을 지닌다. 지구형 행성의 대기는 초기 생성과정에서 미행성과의 충돌 및 내부 화산활동으로 인하여 생겨났는데, 이를 부대기(secondary atmosphere)로 일컫는다. 이는 원시태양계에 충만하던 가스구름으로부터 대기성분을 확보한 목성형 행성과는 구별된다. 후자를 원대기(primary atmosphere)로 일컫는다.
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 The Plane of the Ecliptic. The Sun's corona rising over the Moon's dark limb and the planets Saturn, Mars, and Mercury. |
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● 수성(水星, Mercury)
수성은 태양계 행성들 중 가장 반지름이 작은 존재로, 구체적 크기는 2439.7 Km이다. 태양과 가까이 있어 표면 온도가 낮에는 500도이상 올라가며, 밤에는 영하 160도 이하로 떨어진다. 공전 주기는 88일. 자전 주기는 58일이다. 또한 수성의 하루는 공전주기의 2배, 즉 176일이다. 밀도는 지구 다음으로 큰 5.427g/㎤이다. 이름은 천계(天界)를 날개가 달린 모자와 신을 신고 날아 다닌다는 신들의 사자(使者) 메르쿠리우스에서 유래되었다.
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● 금성(金星, Venus)
금성의 표면은 반사도가 높은 불투명한 구름으로 덮여있기 때문에 가시광을 통해서 표면을 관찰할 수는 없다. 20세기에 들어와 행성과학자들이 그 비밀을 풀기 전까지 금성에 대하여서는 거의 알려진 바가 없었다. 금성은 지구형 행성 중에서 가장 농밀한 대기(지구 대기밀도의 90배)를 가지고 있다. 대기의 주성분은 이산화탄소이고, 표면에서의 대기압은 92기압에 이른다.
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● 지구(地球, Earth)
지구의 대기 또한 식물의 존재로 자유 산소의 함량이 21퍼센트나 된다는 점에서 다른 암석 행성들과 판이하게 다르다. 지구는 자연 위성으로 달을 거느리고 있는데, 달은 태양계의 암석 행성들 중 유일한 거대 위성이다.
지구 중심으로부터 달 중심까지의 거리는 평균 38만 4403킬로미터로, 지구 지름의 30배이며, 지구에서 태양까지 거리의 400분의 1이다. 달의 지름은 지구의 약 4분의 1, 태양의 약 400분의 1인 3474 km이다. 달의 부피는 지구의 약 1/50 정도이며, 표면에서의 중력은 지구의 약 17%이다. 달은 지구를 약 27.3일에 일주하며(궤도 주기), 지구-달-태양의 위치 변화는 29.5일을 주기로 달라지는 달의 상을 만든다(회합 주기). 달은 인류가 직접 탐험한 유일한 지구밖 천체이다. 1959년 인류가 만든 최초의 무인 우주선이 달로 보내어진 것을 시작으로 1972년까지 6차례 직접 달을 탐사하게 되었다. 이후 달탐사는 중단되었으나, 2000년대에 들어 달탐사가 재개되었고, 2020년까지 우주인을 보내는 탐사가 계획되어 있다. 그리고 인도에서 발사한 달 탐사선 찬드리안 1호가 2009년 9월 26일 달에서 물을 발견하였다.
우주정거장에서 바라보는 지구 NASA에서 영상으로 구성한 달의 탄생부터 지금까지 [NASA | Evolution of the Moon] From year to year, the moon never seems to change. Craters and other formations appear to be permanent now, but the moon didn't always look like this. Thanks to NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter, we now have a better look at some of the moon's history. Learn more in this video! NASA | Tour of the Moon Although the moon has remained largely unchanged during human history, our understanding of it and how it has evolved over time has evolved dramatically. Thanks to new measurements, we have new and unprecedented views of its surface, along with new insight into how it and other rocky planets in our solar system came to look the way they do. See some of the sights and learn more about the moon here! |
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● 화성(火星, Mars)
화성은 대부분 이산화 탄소로 이루어진 얇은 대기가 있다. 화성 표면은 올림포스 산 등 거대한 화산, 마리너 계곡과 같은 단층 계곡 등, 가장 최근까지 지질학적 활동이 지속된 것으로 보이는 여러 흔적들이 있다. 화성의 붉은 색은 토양 내 산화 철 때문이다. 또한 이 때문에 화성의 하늘은 분홍색을 띤다. 화성은 조그만 자연 위성 둘을 거느리고 있다(데이모스, 포보스). 이들은 원래 소행성이었는데 화성의 중력에 포획된 것으로 보인다. 화성은 지구와 비슷하여 생명의 존재에 대한 탐사가 계속되고 있으며, 바이킹, MGS, 마스 오디세이, 마스 패스파인더, 스피릿, 오퍼튜니티 등 많은 탐사선에 의해 여러가지 탐사가 진행되어 왔다.
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소행성(小行星, Asteroid)
소행성은 주로 화성 궤도에서 약 1억 km 정도 더 멀어진 곳에 집단으로 존재하며 총 수효는 수십만 개가 넘을 것으로 추정되고 있다. 소행성들이 돌고 있는 소행성 벨트의 너비도 1억 6,500 만 km 에 달하는 것으로 알려져 있어 소행성들 사이에는 넓은 공간이 존재하며 소행성의 크기는 조그만 운석에서부터 직경이 1,000 km 나 되는 세레스에 이르기까지 아주 다양할 뿐 아니라 생김새도 다양해서 구형을 이루고 있는 것이 있는가 하면 불규칙한 모양을 이루고 있는 것도 있고 심지어는 Ida처럼 위성을 거느리고 있는 소행성도 있다. 처음으로 발견된 소행성은 <1 세레스>이며, 가스로 된 코마나 꼬리를 가지지 않는다는 점에서 혜성과 구분되지만, 일부 소행성은 과거에 혜성이었으며, 태양에서 멀리 떨어져있는 소행성의 경우 태양과 충분히 가까워지면 혜성과 같은 특징을 보일 수 있다. 대부분의 소행성은 화성과 목성 궤도 사이의 소행성대(asteroid belt)에 존재하는데 이 소행성대는 태양으로부터 2.2에서 3.3 AU에 있으며, 가장 큰 소행성은 <1 세레스>이다. 이 영역에 있는 모든 소행성들을 모아도 그 질량은 달의 약 4% 정도에 불과하다. ▲ 소행성대(흰색)와 트로이 소행성군(녹색)에 속하는 소행성들 2006년 8월 국제천문연맹은 왜소행성을 정의하고 3개의 천체를 왜소행성으로 분류하였다. 화성과 목성 사이의 유성대(asteroid belt)에 있는 세레스(Ceres), 카이퍼 띠에 위치한 에리스 (Eris, 혹은 Xena, 2003UB313의 명칭을 가지고 있음)와 역시 카이퍼 띠 근처에 있으며 이전에는 행성으로 불리던 명왕성이 왜소행성으로 분류되었다.  18세기 천문학자들은 화성과 목성 사이에 비어있는 간격이 이상하다고 생각했다. 행성이 태양으로부터 얼마나 떨어진 곳이 있어야 하는지를 알려주는 경험 법칙인 티티우스-보데의 법칙에 따르면, 2.8 AU 위치에 발견되지 않은 행성이 있어야 했다. 1801년 예견된 위치에서 1 세레스가 발견되었으며, 이후 많은 소행성들이 비슷한 궤도에서 발견되었다. 트로이 소행성군으로 불리는 소행성 무리는 목성의 라그랑주점 L4와 L5 주변에 위치한다. 이 영역에서 가장 큰 소행성은 < 624 헥토르>이다. 2005년까지 약 2000개의 소행성이 발견되었으며, 소행성대에 분포하는 소행성 수의 절반 정도가 이 곳에 있으리라 보인다. <433 에로스>와 같은 지구 근접 소행성이나, <136199 에리스>와 같이 카이퍼 대에 분포하는 소행성도 있다. 1Ceres    1) NASA's Hubble Space Telescope color image of Ceres, the largest Main Belt asteroid. 2) 세레스의 내부구조. Observations of 1 Ceres, the largest known asteroid, have revealed that the object may be a "mini planet," and may contain large amounts of pure water ice beneath its surface. 3) Size Comparisons (Left to right: 4 Vesta, 1 Ceres, Earth's Moon) 세레스(1 Ceres)는 소행성대에 있는 왜행성이다. 로마 신화의 농업과 곡물의 여신인 케레스를 따라 이름붙여졌다. 1801년 1월 1일, 이탈리아의 천문학자 주세페 피아치가 처음 발견했다. 지름은 950 km이다. 소행성대에서 가장 크고 무거운 천체로, 소행성대 전체 질량의 약 1/3 정도 된다. 세레스의 분류는 발견 이후 여러 차례 바뀌었다. 처음 발견했을 때에는 행성으로 여겨졌으나, 비슷한 천체가 여럿 발견되면서 이후 150여년간 이들 천체를 아우르는 소행성의 대표로 다뤄졌다. 나중에 소행성에 일련번호를 매기면서 처음 발견되었다는 이유로 1이라는 번호를 부여받았다. 해왕성 바깥 천체인 에리스가 발견되면서 에리스와 카론과 더불어 세레스를 행성으로 분류하자는 제안이 국제천문연맹에 제출되었으나 부결되었다. 이 제안 대신에 2006년 8월 24일 열린 국제천문연맹 총회에서 세레스는 왜행성에 속하게 되었다. 연맹은 세레스가 여전히 소행성에 속하는지에 대해서는 따로 언급하지 않았다. 세레스는 지름이 약 1,000km에 이르는 엄청난 덩치의 소행성이다. 인류가 보이저호를 보내 태양계밖까지 진출하였고, 카시니호를 보내 토성의 선명한 사진을 찍었고 화성에 착륙하여 바람의 모습까지 담았지만 아직 소행성 세레스의 명확한 사진을 지구의 어느나라 누구도 보지 못했다는 것은 아이러니 이다. 좌측 사진은 망원경으로 본 흐릿한 영상의 세레스(현재까지 가장 명확한 사진임).  소행성의 크기와 모양 궤도 모식도 |
대표적인 소행성들
 433 Eros  243 Ida and its moon Dactyl, the first satellite of an asteroid to be discovered.  253 Mathilde, a C-type asteroid measuring about 50 kilometres (30 mi) across. Photograph taken in 1997 by the NEAR Shoemaker probe. ● 소행성 - 이 보다 더 끔찍한 재앙은 없다! 소행성에 대해 좀 더 자세한 설명이 되어있다. ● 소행성의 충돌확률은 얼마나 될까 ● 러시아 언론 “2036년 소행성 충돌 가능성” 우주 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 따르면 러시아의 일부 언론매체가 오는 2036년 4월 13일 소행성이 지구와 충돌할 가능성을 제기했다. 러시아 언론에서 주목한 소행성은 아포피스(Apophis). 미국의 과학자가 2004년 최초로 발견한 이 소행성은 지름 390m에 무게가 4500만t에 달하기 때문에 충돌할 경우 히로시마 원자폭탄의 10만 배에 달하는 폭발력으로 지각 변동ㆍ대기오염ㆍ지구온도 변화 등이 일어날 것으로 추정된다. 해당 언론매체들은 “아포피스가 2029년 4월 13일 지구에 매우 근접할 것이며, 2036년 같은 날에는 지구의 중력구멍(중력장의 영향으로 소행성의 경로를 바꿔 지구로 끌어당길 수 있는 우주공간)에 근접해 충돌할 가능성이 높을 것”이라고 이유를 설명했다. [나우뉴스 2011.02.07] |
3-2. The outer Solar System
목성형 행성(木星型行星, 가스행성. Gas Giants or Jovian Planets)
보통 외행성(Outer Planets)과 동의어로 사용된다. 위의 그림은 가스 행성들을 두 부류로 나눈 것으로 목성과 토성은 수소와 헬륨이 조성물의 대부분을 차지하는 반면, 천왕성과 해왕성은 수소와 헬륨이 전체 질량에서 차지하는 비율이 상대적으로 작다. 태양계에는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 네 목성형 행성(Gas Giants or sometimes called Jovian Planets)이 있다. 고체의 표면을 지닌 지구형 행성과는 달리 목성형 행성은 수소, 헬륨 등의 기체를 주성분으로 하며 다양한 물리적 형태의 물로 이루어져 있으며 고체의 표면이 특별히 존재하지 않는다고 추측된다. 다만, 천왕성과 해왕성은 조성 성분 중 얼음과 물, 메테인의 혼합물이 상당량을 차지하고 있으며 이는 수소와 헬륨이 구성성분의 대부분인 목성, 토성과는 차이가 있기 때문에 이 둘을 따로 얼음 가스행성(ice giants)으로 분류하기도 한다. 천왕성과 해왕성은 전체 질량 중 상대적으로 수소와 헬륨이 차지하는 비중이 작다. 가스 행성의 중심핵은 암석이나 철이지만(가스 행성이 탄생하기 위해서는 이와 같은 중심핵 물질이 필요했다), 행성 대부분의 질량은 수소와 헬륨이며 미량의 물, 암모니아, 메테인 및 기타 수소 화합물이 존재한다. 이러한 가스 행성의 원소들은 지구에서 흔히 볼 수 있는 기체 형태가 아니라 막대한 압력에 의해 행성 내부에 액체 및 고체 상태로 존재하리라고 예상된다. 이들 가스 행성은 지구형 행성 처럼 명확한 '표면'이 존재하지 않는다. 이들의 대기는 하강할수록 부드럽게 짙어져 가며, 중심핵에 가까워지면서 수소 및 헬륨은 액체 또는 액체 비슷한 물질로 압축되어 있다. 그러므로 이들 행성을 방문하는 우주인은 '착륙'을 할 수 없다. 이들 목성형 행성의 반지름, 겉넓이, 표면 밀도, 부피, 표면 온도 등은 오직 우주에서 봤을 때의 최외곽 대기층만을 기준으로 한 수치이다. (목성과 토성의 경우 대기와 본체의 경계가 명확하지 않다. 반면 천왕성과 해왕성의 경우 일부 모형들에 의하면 경계면이 뚜렷할 것으로 보고 있다.) 가스 행성 넷은 비교적 빠른 속도로 자전하며 자전면과 평행한 방향의 띠 무늬를 상층 대기에 형성한다. 이러한 띠는 목성에서 가장 뚜렷하며, 토성과 해왕성에는 약한 형태로 나타나며, 천왕성 표면에는 거의 나타나지 않는다. 또한 모든 가스 행성에는 고리 및 위성들이 존재한다. 토성의 고리가 그 중 가장 화려한 외관을 자랑하며, 인류가 알고 있는 외계 천체들 중 이와 같은 고리 구조를 갖고 있는 것은 토성 이외에는 아직 발견된 것이 없다. 2008년 기준으로 목성의 위성은 63개로 태양계 행성들 중 가장 많다.
● 목성(木星, Jupiter)
목성 (木星, Jupiter) Full rotation of Jupiter from Jean-Luc Dauvergne on Vimeo. Jupiter map realised in 2011, between October 10th and October 15th, from the Pic du Midi Observatory.
목성의 북극부터 남극까지
● 토성 (土星, Saturn)
토성 (土星, Saturn)
● 천왕성 (天王星, Uranus)
천왕성 (天王星, Uranus)
● 해왕성 (海王星, Neptune)
해왕성 (海王星, Neptune) |
 태양계에서 가장 아름다운 토성의 사진들 토성의 위성 '타이탄'에 얼음분출 화산 있다  |
Oort cloud Sedna orbit
● 왜행성(矮行星, Dwarf Planet) 왜행성 혹은 왜소 행성은 태양계를 돌고 있는 천체로, 국제천문연맹에서 2006년 8월 24일 정의하였다. 태양계 내의 왜행성은 다음과 같이 정의한다. 1. 태양을 도는 궤도를 갖는다. 2. 원형에 가까운 모양을 유지하기 위한 중력을 유지할 수 있을 만한 질량을 가진다. 3. 궤도 주변의 다른 천체를 배제하지 못한다. 4. 다른 행성의 위성이 아니다. 이 정의에 따라 명왕성은 행성에서 왜행성으로 그 지위가 바뀌었다. 명왕성의 궤도 내에 다른 천체(카이퍼 대)가 아직 남아 있기 때문이다. 1930년, 클라이드 톰보에 의해 발견된 명왕성(冥王星)은 2006년까지 행성으로 취급하였으나, 2003년 발견된 에리스로 알려진 '2003 UB'이 명왕성보다 더 직경이 크다는 것이 알려짐에 따라 많은 논란에 휩싸였고, 결국 2006년 IAU(국제천문연맹)에서는 명왕성을 "왜행성"으로 지위를 변경하고, 행성을 8개로 정정하였다. 태양계내의 왜행성 5개는 다음과 같다.
아직까지 카이퍼 대와 소행성에 관한 관계가 정리되지는 않았다. 소행성대 밖에 있는 소행성 또한 존재하기 때문이다. 또한 소행성의 정의도 약간 수정되었다. 카론은 현재까지 명왕성의 위성으로 간주되었으나, 아직까지 왜행성인지 판정되지는 않았다. 쌍성계와 행성계의 정의가 명확하지 않기 때문이다. 카론은 다른 위성과 달리 명왕성의 크기와 비슷하며, 궤도는 쌍성과 비슷하기 때문이다.  왜행성의 크기 왜행성의 새로운 정의에 따르면 아래 천체들이 추가적으로 왜행성으로 분류될 가능성이 있다.
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나사의 한 관계자는 “이보다 더 자세한 이미지와 연구결과는 2015년 뉴호리즌 우주탐사선이 직접 방문한 이후에 알 수 있을 것”이라며 “이번 허블천체망원경의 이미지는 뉴호리즌 우주탐사선이 가기 이전까지는 명왕성의 가장 밝고 세밀한 사진이 될 것”이라고 전했다. |
mars : 망쳐놓다, 흠가게 하다, 훼손하다, 못 쓰게 만들다, 흠
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