12. 태양천문학

태양

태양천문학 태양은 태양계의 중심에 있는 별입니다.

태양천문학
태양천문학

그것은 거대하고 뜨거운 플라스마 공으로 핵융합 반응에 의해 생성되는 에너지에 의해 팽창되고 가열됩니다. 이 내부 에너지의 일부는 빛, 자외선, 적외선으로 표면에서 방출되어 지구상 생명에 대부분의 에너지를 공급합니다. 태양은 26,660광년의 거리로 은하 중심을 돌고 있습니다. 지구로부터 평균 1AU(1.496×108km) 또는 약 8 광분 거리에 있다. 지름은 약 139만1400km(86만4600 mi;4.64ls)로 지구의 109배 또는 달의 사거리다. 그 질량은 지구의 약 33만 배로 태양계 전체의 약 99.86%를 차지하고 있습니다. 태양 질량의 약 4분의 3은 수소(~73%)로 구성되어 있고 나머지는 대부분 헬륨(~25%)이며 산소, 탄소, 네온 및 철을 포함한 훨씬 적은 양의 무거운 원소가 포함되어 있습니다. 태양은 G형 주계열성(G 2V)으로 비공식적으로는 황색 왜성이라고 불리지만 실제로는 백색입니다. 그것은 약 46억 년 전에 큰 분자운 영역 내에서 물질의 중력 붕괴로부터 형성되었습니다. 이 물질들의 대부분은 중심에 모이고 나머지는 태양계가 되는 궤도 원반에 평평해졌습니다. 중심부의 질량은 매우 뜨겁고 밀도가 높아져서 최종적으로 핵융합을 핵으로 시작했습니다. 거의 모든 별이 이 과정에 의해 형성된다고 생각됩니다. 초당 태양의 핵은 약 6억 톤의 수소를 헬륨에 융합시키고 그 과정에서 400만 톤의 물질을 에너지로 변환합니다. 이 에너지는 코어에서 탈출하는 데 1만~17만 년이 걸릴 수 있으며 태양 빛과 열의 원천입니다. 먼 훗날 태양 코어에서의 수소 융합이 태양이 더 이상 정수압 평형 상태에 있지 않을 정도로 감소한다면 그 코어는 밀도와 온도의 현저한 증가를 경험하고 외부층을 확대해 최종적으로 태양을 적색 거성으로 바꿀 것입니다. 이 과정은 태양을 현재로부터 약 50억 년 후에 지구를 거주할 수 없게 만들기에 충분한 크기로 만듭니다. 이후 태양은 외층에서 떨어져 밀도가 높은 냉각 성(흰색 왜성)이 되며 핵융합에 의해 에너지를 생성하지 않고 수조 년 전 핵융합에서 열을 방출합니다. 그 후 그것은 초고밀도의 가설적인 검은 왜성이 되어 더 이상 에너지를 방출하지 않게 될지도 모릅니다. 태양이 지구에 미치는 거대한 영향은 선사시대부터 인식되었고, 몇몇 문화에서는 태양을 신으로 여겼습니다. 지구의 동기 회전과 태양을 둘러싼 궤도는 몇 가지 양력의 기초입니다. 현재 사용되고 있는 주요 달력은 그레고리력이며 태양의 관측된 움직임을 실제 움직임으로 해석한 16세기 표준 해석에 근거하고 있습니다.

어원

sun이라는 영어 단어는 고영어 sunn에서 발전했습니다. 코냑에는 서 프리지아어 시네, 네덜란드어 존, 저 독일어 순, 표준 독일어 선에, 바이에른 순이나, 고 늘 들어 순이나, 고딕 순도 등 다른 게르만 언어로 등장합니다. 이 단어들은 모두 원 게르만어*sunn에서 유래되었습니다. 이는 결국 인도유럽어족의 다른 분파에서 태양을 뜻하는 말과 관련이 있는데, 대부분 라틴어의 영혼, 고대 그리스어의 ι λ OS(hハーlIOS), 웨일스 할래(welsh raw), 체코어와 같은 속격입니다. 또, (*l > ) r) 산스크리트어의 ्व ((vsرr)와 페르시아어의 وخ(xvar)도 마찬가지다. 실제로 l-stem은 게르만어 원어로도 존속해, *swelwelan과 마찬가지로 고딕 사우 일(sun no와 나란히)이나 고 놀도 어의 프로 사이 큰 솔(시적인 Sunna와 나란히)을 만들어 냈고, 그것을 통해 현대의 스칸디나비아어로 태양을 의미하는 말이 생겨났습니다. 스웨덴과 덴마크 솔, 아이슬란드 솔 등이요. 영어에서 태양의 주요 형용사는 태양 빛을 나타내는 햇빛이며 기술적 맥락에서는 태양(/ʊsoəlˈr/), 입니다. 는 라틴어 sol입니다. 에서 유래되었습니다. 그리스어 헬리오스에서 보기 드문 형용사 헬리오스(/ːhiáli/k/)가 나옵니다. 영어에서 그리스어와 라틴어 단어는 시에서 태양, 헬리오스(/ːhiəliɒs/)입니다. 라고 솔(/ˈsˈl/)입니다. 의인화로 나타나는데 SF소설에서는 솔이 태양을 다른 별과 구별하기 위해 사용되기도 합니다. 소문자를 가진 솔이라는 용어는 화성과 같은 다른 행성에서 태양의 낮에 행성 천문학자들에 의해 사용됩니다. 선데이라는 영어의 평일 이름은 고대 그리스어의 「μρααρανος」(히메라 하이료우) 「태양의 날」을 번역한 게르만어의 옛 영어 Sunnandgg “sun’s day”에서 유래했습니다. 태양의 천문학적 상징은 중심점을 가진 원이다. M☉(태양질량), R☉(태양반경), L☉(태양광도)등의 단위로 사용됩니다.

일반적인 특징

태양은 태양계 질량의 약 99.86%를 차지하는 G형 주계열성입니다. 태양의 절대적인 크기는 +4.83으로 은하계 항성의 약 85%보다 밝은 것으로 추정되며, 그 대부분은 적색왜성입니다. 태양은 인구 I 또는 중원소가 풍부한 항성입니다. 그 형성은 하나 이상 근처 초신성으로부터의 충격파에 의해 야기되었을 가능성이 있습니다. 이는 금이나 우라늄과 같은 태양계 중원소가 매우 풍부함에 따라 시사되고 있으며, 이른바 ‘모집단 II’에서 이들 원소의 풍부함에 비해서 상대적입니다. 중원소는 초신성 중 흡열 핵반응 또는 거대한 2세대 별 내 중성자 흡수에 의한 변환에 의해 생성되었을 가능성이 가장 높습니다. 태양은 지구 하늘에서 가장 밝은 물체로, 분명한 크기는 -26.74입니다. 이는 다음으로 밝은 항성 시리우스의 약 130억 배 밝기이며, 분명한 크기는 -1.46이다. 1월 3일에 지구가 팰 이론에서 7월 4일에 헬륨으로 이동하기 때문인 거라는 (약 +/250만 km 또는 155만 마일) 변화하는데, 하나의 천문단위(약 1500 km;) 93 태양 중심에서 지구 중심까지의 평균 거리로 정의됩니다. 거리는 147,098,074km(페리 헬 리 온)~152,097,701km(아페리온) 사이에서 변화할 수 있으며 극한값의 범위는 147,083,346km~152 평균 거리에서 빛은 태양 지평선에서 지구 지평선까지 약 8분 20초 만에 이동합니다. 이 태양광 에너지는 광합성을 통해 지구상의 거의 모든 생명[c]을 지탱하고 지구의 기후와 날씨를 움직이고 있습니다. 태양에는 명확한 경계가 없지만, 그 밀도는 광산권 위의 높이가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소합니다. 측정의 목적상 태양의 반경은 그 중심에서 광산권 끝까지의 거리이며, 분명히 태양의 가시 표면이라고 생각됩니다. 이 측정에 따르면 태양은 거의 완전한 구체이며, 9백만분의 1로 추정됩니다. 이는 그 극 직경이 적도 직경과 불과 10킬로미터(6.2마일)밖에 차이가 나지 않는다는 것을 의미합니다. 행성의 조석 효과는 약해서 태양의 형태에 큰 영향을 주지 않습니다. 태양은 극복이다. 적도 쪽이 더 빨리 자전합니다. 이 미분 회전은 열수성에 의한 대류운동과 태양 회전에 의한 코리올리 힘에 의해 일어납니다. 항성에 의해 정의되는 기준 프레임에서 회전 주기는 적도에서 약 25.6일, 극에서 약 33.5일이다. 태양 주위를 돌고 있는 지구에서 보면 적도에서의 태양의 겉보기 자전 주기는 약 28일이다. 북극의 시점에서 보면 태양은 자전축을 중심으로 반시계 방향으로 회전합니다.

구성

태양은 주로 수소와 헬륨 화학 원소로 구성되어 있습니다. 이 시점에서 태양의 수명은 각각 광산권 태양 질량의 74.9%와 23.8%를 차지하고 있습니다. 천문학에서 금속이라고 불리는 모든 무거운 원소는 질량의 2% 미만을 차지하며 산소(태양 질량의 약 1%), 탄소(0.3%), 네온(0.2%), 철(0.2%)이 가장 풍부합니다. 태양 연구에서는 각 원소 지수의 풍부함을 나타내는 것이 일반적이며, 이는 스케일 된 로그 단위입니다. “e”는 문제의 원소이며, NH는 1012개의 수소 원자를 가지고 있습니다, +log_{10}({\FARC{ne}{n\math rm{H}). 정의상 수소는 12개의 풍부함을 가지고 있으며 헬륨의 풍부함은 태양 주기의 위상에 따라 약 10.3~10.5 사이에서 변화한다. 탄소는 8.47, 네온은 8.29, 산소는 7.69, 철은 7.62다. 태양의 원래 화학 조성은 그것이 형성된 성 간 매질에서 계승되었습니다. 원래는 수소 약 71.1%, 헬륨 약 27.4%, 중원소 약 1.5%를 포함하고 있었을 것입니다. 태양의 수소와 헬륨의 대부분은 우주의 첫 20분 동안 빅뱅 핵 합성에 의해 생성되었을 것이고 무거운 원소는 태양이 형성되기 이전 세대의 별에 의해 생성되었을 것입니다. 그리고 항성 생명의 마지막 단계나 초신성 등의 사건에 의해 성 간 매질로 확산합니다. 태양이 형성된 이래 주요 핵융합 프로세스는 수소를 헬륨에 융합시키는 것이었습니다. 지난 46억 년 동안 헬륨의 양과 태양 내에서의 위치는 서서히 변화해 왔습니다. 핵 내에서는 융합에 의해 헬륨의 비율이 약 24%에서 약 60%로 증가했고 헬륨과 중원소의 일부는 중력에 의해 광산권에서 태양의 중심을 향해 침전되었습니다. 더 무거운 원소의 비율은 변화하지 않습니다. 열은 대류가 아닌 방사선에 의해 태양의 중심에서 외부로 전달됩니다(아래 방사선 구역 참조), 따라서 핵융합 생성물은 열에 의해 밖으로 들어 올려지는 것이 아니라 핵 안에 남아 있으며 점차 헬륨의 내부 핵이 형성되기 시작하고 있습니다. 왜냐하면 현재 태양의 핵은 헬륨을 융합할 만큼 뜨겁지도 밀도도 높지 않기 때문입니다. 현재 광산권에서는 헬륨 분율이 감소하고 금속성은 원시 성상(핵융합이 시작되기 전)의 84%에 불과합니다. 앞으로도 헬륨은 핵에 계속 축적되어 약 50억 년 후에는 이완만 한 축적이 최종적으로 태양을 주계열에서 이탈시켜 적색 거성이 됩니다. 광산권의 화학 조성은 일반적으로 원시 태양계의 조성을 대표한다고 생각됩니다. 상기 태양 중원소의 풍부함은 일반적으로 태양광 권의 분광법을 사용하여 측정되며 용융온도로 가열된 적이 없는 운석의 풍부함을 측정합니다. 이 운석들은 원시 태양의 조성을 유지하고 있다고 생각되며, 따라서 중원소의 침강에 영향을 받지 않습니다. 이 두 가지 방법은 대체로 일치합니다.

구조와 융합

코어

태양 중심부에서 태양 반경의 약 20~25%까지 뻗어 있습니다. 밀도는 최대 150g/㎤(물 밀도의 약 150배)며 온도는 1570만 켈빈(K)에 가깝습니다. 대조적으로 태양의 표면 온도는 약 5800K다. SOHO 미션 데이터의 최근 분석에서는 코어에서의 회전 속도가 상기 방사 영역보다 빨라졌습니다. 태양 생명의 대부분을 통해 에너지는 양성자와 양성자 사슬을 통해 핵 영역에서 핵융합에 의해 생성되며, 이 과정은 수소를 헬륨으로 변환합니다. 현재 태양에서 발생하는 에너지의 불과 0.8%는 CNO 사이클이라고 불리는 또 다른 일련의 핵융합 반응에서 유래되었는데, 이 비율은 태양이 나이가 들고 밝아짐에 따라 증가할 것으로 예상됩니다. 핵은 태양상에서 유일하게 핵융합에 의해 상당량의 열에너지를 발생하는 영역이며 전력의 99%는 태양 반경의 24% 이내에서 발생하며 핵융합은 거의 완전히 정지되어 있습니다. 태양의 나머지 부분은 이 에너지에 의해 가열되어 연속된 많은 층을 통해 밖으로 이동하다가 마지막으로 방사(광자) 또는 이류(질량 입자)를 통해 우주로 탈출합니다. 양성자-양성자 사슬은 초당 약 9.21037회 코어 내에서 발생하며 초당 약 3.7×1038개의 양성자가 알파 입자(헬륨 핵)로 변환됩니다(태양의 합계로 ~8.9×1056개의 유리 양성자 중). 그러나 각 양성자(평균)가 PP 사슬을 사용하여 서로 융합하는 데 약 90억 년이 걸립니다. 4개의 자유 양자(수소 핵)를 단일 알파입자(헬륨 핵)에 융합하면 융합 질량의 약 0.7%가 에너지로 방출됩니다. 따라서 태양은 384.6와트(3.846×1026W)에 대해 초당 426만 톤의 질량에너지 변환 속도로 에너지를 방출합니다. 192×1010메가톤/초입니다. 태양의 큰 출력은 주로 그 코어의 거대한 크기와 밀도(지구나 지구상의 물체에 비해)에 의한 것으로, 1세제곱미터당 발전량은 극히 미미합니다. 태양 내부의 이론적 모델은 코어 중심에서 약 276.5와트/세제곱미터의 최대 전력 밀도 또는 에너지 생산을 보여줍니다. 차를 크루 그 체르니 키(カル·クルスツェルニック)에 따르면 퇴비 말뚝 내의 전력 밀도와 거의 같다. 코어 내 핵융합률은 자기 보정 평형 상태에 있습니다. 핵융합률 이조금 높으면 핵은 더 가 열되고 외층의 무게에 대해서 조금 팽창합니다. 밀도를 감소시키고 그에 따라 핵융합률을 감소시키며 섭동을 수정합니다. 그리고 조금 낮은 속도로 핵이 냉각되고 수축하며 밀도가 증가하여 핵융합률이 증가하고 다시 현재 속도로 돌아갈 것입니다.

방사대

방사 되는 태양의 가장 두꺼운 층이며 태양 반경은 0.45입니다. 노심에서 약 0.7 태양방사에 이르기까지 열방사는 에너지 전달의 주요 수단이다. 온도는 약 700만 켈빈에서 200만 켈빈으로 저하되어 코어로부터의 거리가 증가합니다. 이 온도 구배는 단열 실효율 값보다 작으며 대류를 구동할 수 없기 때문에 이 영역을 통한 에너지 이동이 열대류가 아닌 방사선에 의한 것인 이유를 설명합니다. 수소와 헬륨 이온은 광자를 방출하고 광자는 다른 이온에 재흡수되기 전에 근소한 거리밖에 이동하지 않습니다. 밀도는 0.25 태양 방사선과 0.7 방사선 사이에서 100배(20,000kg/m3에서 200kg/m3로) 저하됩니다.

타코 클라인

방사 존과 대류 존은 전이 층인 타코 그린에 의해 분리됩니다. 이는 방사 존의 균일한 회전과 대류 존의 차분 회전 사이에 급격한 영역이 변화함으로써 둘 사이에 큰 전단이 발생하는 영역입니다. 연속된 수평층이 서로 미끄러지는 상태입니다. 현재, 이 층 내의 자기 발전기가 태양 자기장을 생성한다고 가정되고 있습니다(태양광 다이너모 참조).

대류대

태양의 대류 대는 0.7 태양반경(50만km)에서 지표 부근까지 펼쳐져 있습니다. 이 층에서 태양 플라스마는 내부의 열에너지를 방사선으로 외부로 전달할 정도로 밀도가 높지 않거나 열적이지도 않다. 대신 플라스마 밀도는 아주 낮고 대류 전류가 발달해 태양 에너지의 표면을 향해 밖으로 이동시킬 수 있습니다. 타코 그린으로 가열된 물질은 열을 흡수하고 팽창함으로써 밀도가 저하되고 상승합니다. 그 결과 질량의 질서 있는 운동은 열세포로 발전하고 열의 대부분을 태양의 광산권 밖으로 운반합니다. 물질이 광산권 표면 바로 아래에서 확산적으로 반사적으로 냉각되면 밀도가 높아져 대류 존 기저부에 가라앉았다가 다시 방사 존 상부에서 열을 받아 대류 사이클이 이어집니다. 광산권에서는 온도가 5700K(350배)까지 떨어져 밀도는 불과 0.2g/m3(해면 공기 밀도 약 1만분의 1, 대류권 내층의 100만분의 1)가 되었습니다. 대류 대의 열 기둥은 태양 표면에 각인을 형성하여 최소 스케일에서의 태양 조립이라고 불리는 과립 모양의 외관을 부여하고 더 큰 스케일에서 초 조립도 가능합니다. 태양 내부의 이 바깥 부분에서의 난류 대류는 태양 표면에 가까운 부피에서 ‘소규모’ 다이너모 작용을 유지합니다. 태양의 열 기둥은 베 나듯 세포이며 거의 육각형의 프리즘 모양을 하고 있습니다.

광구

태양의 가시면, 즉 광산권은 태양이 가시광에 대해 불투명해지는 층입니다. 이 층에서 생성된 광자는 그 위의 투명한 태양 대기를 통해 태양에서 탈출하여 태양 복사나 햇빛이 됩니다. 불투명도 변화는 가시광을 흡수하기 쉬운 H-이온의 양이 감소했기 때문입니다. 반대로 우리가 보는 가시광은 전자가 수소 원자와 반응하여 H-이온을 생성함으로써 생성됩니다. 광산권은 수십에서 수백 킬로미터 두께로 지구상의 공기보다 불투명도가 약간 낮습니다. 광산권의 상부가 하부보다 시원하기 때문에 태양상은 태양 원반의 가장자리나 사지보다 중앙에서 밝게 보이지만 사지 암호라고 불리는 현상입니다. 태양광 스펙트럼은 5 방사되는 흑체의 스펙트럼을 가지며 광산권 상의 미약한 층으로부터의 원자 흡수선과 교차합니다. 광산권의 입자 밀도는 ~1023m-3(해면에 있어서 지구 대기의 부피당 입자 수의 약 0.37%) 광구는 완전히 이온화되지 않았다 — 이온화 범위는 약 3%이며 수소의 거의 모든 것이 원자 상태로 남아 있습니다. 광산권 광스펙트럼의 초기 연구에서는 당시 지구상에서 알려져 있던 화학 원소에 대응하지 않는 흡수선이 몇 개 발견되었습니다. 1868년 노먼 로커는 이러한 흡수선이 그리스 태양신 헬리오스의 이름을 따서 헬륨이라고 이름 붙인 새로운 원소에 의해 야기되었다고 가정했습니다. 25년 후 헬륨은 지구상에서 고립되었습니다.

대기

태양의 대기는 4개의 부분으로 구성되어 있습니다: 광산권(통상 조건에서 가시), 색 영역, 전이 영역, 코로나 및 헬리오스 피어입니다. 개기일식 동안 광산권이 차단되고 코로나가 가시화됩니다. 태양의 가장 시원한 층은 광산권에서 약 500km 위로 퍼지는 최저 온도 영역으로 약 4,100K의 온도를 가지고 있습니다. 태양의 이 부분은 일산화탄소나 물과 같은 단순한 분자가 존재하는 것을 가능하게 할 정도로 아주 차가워서 흡수 스펙트럼을 통해 검출할 수 있습니다. 식권, 전이 영역, 코로나는 태양 표면보다 훨씬 뜨겁습니다. 그 이유는 잘 이해되지 않지만 코로나를 가열할 만한 에너지를 가지고 있을 수 있다는 증거가 있습니다. 온도 최고층 위에는 약 2,000km 두께의 층이 있으며 방출선과 흡수선 스펙트럼이 지배하고 있습니다. 그리스어 뿌리 트로마에서 유래한 크로스 피아라고 불립니다. 이는 크로스 피아가 총 일식의 시작과 끝에 색이 도는 플래시로 보이기 때문입니다. 색 권의 온도는 고도와 함께 서서히 상승하여 정상 부근에서는 약 20,000K에 달합니다. 크롬관 상부에서는 헬륨이 부분적으로 이온화됩니다. 식권 위의 얇은(약 200km) 천이 영역에서는, 상부 색 권의 약 20,000K에서 100만K에 가까운 코로나 온도로 급격하게 상승합니다. 온도 상승은 전이 영역 내 헬륨의 완전 이온화에 의해 촉진되어 플라스마의 방사 냉각을 현저하게 감소시킵니다. 이행 영역은 명확하게 정의된 고도에서는 발생하지 않습니다. 오히려 사구나 필라멘트와 같은 색권적 특징을 중심으로 일종의 님버스를 형성하여 끊임없이 혼란스러운 움직임을 보입니다. 전이 영역은 지구 표면에서 쉽게 보이지 않지만 극단적인 자외선 부분에 민감한 기기를 통해 공간에서 쉽게 관측할 수 있습니다. 코로나는 태양의 다음 층입니다. 태양 표면 근처에 있는 저 코로나는 입자 밀도가 1015m-3~1016m-3 정도다. [e] 코로나와 태양풍의 평균 기온은 약 100억~200만K이지만 가장 더운 지역에서는 800만~200만K다. 코로나의 온도를 설명하는 완전한 이론은 아직 존재하지 않지만 적어도 그 열의 일부는 자기적 재결합에 의한 것으로 알려져 있습니다. 코로나는 태양의 연장된 대기이며 태양 광산권에 의해 둘러싸인 부피보다 훨씬 큰 부피를 가지고 있습니다. 태양에서 행성 간 공간으로의 플라스마 흐름은 태양풍입니다. 태양의 가장 약한 체외 층 대기인 헬리오스 피어는 태양풍 플라스마로 채워져 있습니다. 태양의 이 체외 층은 태양풍의 흐름이 초 타원형이 되는 거리에서 시작된다고 정의되어 있습니다. 즉, 흐름이 알펜파의 속도보다 빨라지는 곳입니다. 태양권에서의 난류와 동작력은 알펜파의 속도로만 정보를 이동할 수 있기 때문에 내부 태양 코로나의 형태에 영향을 줄 수 없습니다. 태양풍은 태양에서 50AU 이상의 헬리오포즈에 영향을 줄 때까지 태양 자기장을 나선형으로 형성합니다. 2004년 12월 보이저 1호 탐사선은 헬리오포즈의 일부로 여겨지는 충격 전선을 통과했습니다. 2012년 후반 보이저 1호는 우주선 충돌의 현저한 증가와 태양풍으로부터의 저에너지 입자의 급격한 감소를 기록했고, 이는 탐사선이 헬리오포즈를 통과해 성 간 매질에 들어갔음을 시사했습니다. 그리고 실제로 2012년 8월 25일 태양으로부터 약 122 천문단위(18 Tm)로 그렇게 했습니다. 태양권에는 태양의 움직임에 의해 그 배후에 퍼지는 헬리오 꼬리가 있습니다. 2021년 4월 28일, 8번째 태양 비행 중 NASA의 Parker Solar Probe는 알프벤 표면을 관통했음을 나타내는 18.8 태양 반경에서 특정 자기와 입자 조건을 만났습니다, 코로나와 태양풍을 분리하는 경계는 코로나 플라스마의 알 펜 속도와 대규모 태양풍 속이 같은 곳에서 정의됩니다. 이 탐사기는 그 필드와 SWEAP 기기로 태양풍 플라스마 환경을 측정했습니다. 이 사건은 NASA에 의해 ‘태양을 건드린다’라고 표현되었습니다. 비행 중 파카 태양광 푸 로브는 코로나에 여러 번 드나들었습니다. 이는 Alfén 임계 표면이 매끄러운 공 모양이 아니라 표면을 주름지게 하는 스파이크와 계곡이 있다는 예측을 증명했습니다.

태양광과 중성미자

태양은 가시 스펙트럼을 가로질러 빛을 방출하기 때문에 그 색은 흰색이며 CIE 색 공간지수는 우주에서 보았을 때나 태양이 하늘 높이 보일 때(0.3, 0.3)에 가깝습니다. 파장당 태양 복사는 우주에서 보았을 때 스펙트럼의 녹색 부분에서 피크를 맞이합니다. 태양이 하늘로 매우 낮을 때 대기 산란은 태양을 노란색, 빨간색, 오렌지 또는 자홍색으로 변화시키고 드물게 녹색 또는 파란색으로 변화시킵니다. 그 전형적인 흰색(흰 태양광선, 흰 주위의 빛, 달의 흰 조명 등)에도 불구하고 몇몇 문화는 정신적으로 태양을 노란색이나 빨간색으로 그리고 있습니다. 그 이유는 문화적이고 정확한 것입니다. 태양은 G 2V 별이며, G2는 그 표면온도가 약 5,778K(5,505℃;)입니다. 9 나타내며 V는 대부분의 항성과 마찬가지로 주계열성입니다. 태양 상수는 태양이 태양광에 직접 노출되는 단위 면적당 축적하는 전력량입니다. 태양 상수는 태양으로부터 하나의 천문 단위(AU)의 거리(즉, 지구 궤도 또는 그 근처)에서 약 1/m2와 같습니다. 지구 표면의 태양광은 대기에 의해 감쇠되기 때문에 태양이 천장 근처에 있을 때는 보다 적은 전력이(1,000W/m2에 가까운) 깨끗한 조건으로 지표에 도달합니다. 지구 대기의 정점에 있는 태양광은 약 50%의 적외선, 40%의 가시광, 10%의 자외선으로 구성되어 있습니다. 특히 대기는 태양 자외선의 70% 이상을 필터로 여과하며, 특히 파장이 짧을수록 여과합니다. 태양 자외선은 지구의 낮 쪽 상층 대기를 정리하여 전기 전도성 전리층을 형성합니다. 태양으로부터의 자외선은 살균 작용이 있어 도구와 물을 소독하는 데 사용할 수 있습니다. 선탠의 원인이 되기도 하고 비타민 D의 생성이나 선탠 등의 다른 생물학적 효과도 있습니다. 피부암의 주요 원인이기도 합니다. 자외선은 지구 오존층에 의해 강하게 감쇠되기 때문에 자외선의 양은 위도에 따라 크게 변화하고 지구의 다른 지역에서 인간의 피부색이 변화하는 등 많은 생물학적 적응을 부분적으로 담당해 왔습니다. 핵융합 반응과 함께 최초로 방출된 고에너지 감마선 광자는 보통 수 밀리미터 이동 후 방사성 영역의 태양 플라스마에 의해 거의 즉시 흡수됩니다. 재방출은 랜덤한 방향에서 일어나며, 보통 약간 낮은 에너지에서 일어납니다. 이 일련의 방출과 흡수로 방사선이 태양 표면에 도달하려면 오랜 시간이 걸립니다. 광자 이동시간 추정치는 10,000년에서 17만년 사이다·대조적으로 태양 총에너지 생산의 약 2%를 차지하는 중성미자가 지표에 도달하는 데 2.3초밖에 걸리지 않습니다. 태양 에너지 수송은 물질과의 열역학적 평형에서의 광자를 포함하는 프로세스이기 때문에 태양 에너지 수송의 시간 스케일은 3000만 년이라는 순서로 더 깁니다. 태양의 중심에 있는 에너지 발생률이 갑자기 변화하면 태양이 안정된 상태로 돌아가는 데 걸리는 시간입니다. 중성미자도 핵융합 반응에 의해 방출되지만 광자와 달리 물질과 상호작용하는 경우는 거의 없으며 거의 모든 사람이 즉시 태양에서 탈출할 수 있습니다. 수년에 걸쳐 태양에서 생성된 중성미자 수의 측정치는 3의 계수로 예측된 이론보다 낮았습니다. 이 불일치는 2001년에 중성미자 진동의 영향을 발견하여 해결되었습니다: 태양은 이론에 의해 예측된 중성미자의 수를 방출하지만 검출기는 검출되기 전까지 맛이 변화했기 때문에 그중 2/3가 부족했습니다.

자기 활성

태양은 표면 전체에 걸쳐 변화하는 항성 자기장을 가지고 있습니다. 그 극장은 1-2가우스인데 반해 태양상의 특징으로는 통상 3 태양의 융기에서는 10-100가우스다. 자기장은 시간과 장소에 따라 다릅니다. 준주기적인 11년 태양주기는 태양 흑점의 수와 크기가 왁스 칠을 하고 감소하는 가장 두드러진 변화다. 태양 자기장은 태양 자체를 훨씬 넘어 퍼져 있습니다. 전기적으로 전도하는 태양풍 플라스마는 태양의 자기장을 우주로 운반하여 행성 간 자기장이라고 불리는 것을 형성합니다. 이상 자기유체역학으로 알려진 근사에서 플라스마 입자는 자기장 선을 따라서만 이동합니다. 그 결과 외향으로 흐르는 태양풍이 행성 간 자기장을 외향으로 늘려 거의 방사형 구조가 됩니다. 태양 자기 적도의 양쪽에 마주 보는 반구형 극성을 가진 단순한 2극 태양 자기장에 대해 태양풍 중에 얇은 전류 시트가 형성됩니다. 태양의 회전은 원거리에서 상극 자기장과 대응하는 전류 시트를 파카 스파이럴이라고 불리는 아르키메데스의 스파이럴 구조로 비틀어 냅니다. 행성 간 자기장은 태양 자기장의 쌍극자 성분보다 훨씬 강합니다. 태양의 쌍극자 자기장은 50~400 μ T(광산권) 거리의 역 입방체와 함께 감소해 지구 거리에서 0.1 NT의 예측 자기장으로 이어집니다. 그러나 우주선 관측에 따르면 지구 위치에 있는 행성 간 필드는 약 5 NT로 약 100배 큽니다. 이 차이는 태양을 둘러싼 플라스마의 전류에 의해 발생하는 자기장에 의한 것입니다.

선 장소

태양의 지점은 태양의 광산권에 어두운 패치로 보이며 태양 내부에서 표면으로의 열의 대류 수송이 억제되는 자기장의 농도에 대응합니다. 그 결과 태양 흑점은 주변 광산권보다 다소 시원하고 어두워 보입니다. 전형적인 태양의 최소치에서는 태양의 흑점은 거의 보이지 않고 때때로 전혀 보이지 않기도 합니다. 이것들은 태양 위도가 높은 지역에서 볼 수 있습니다. 태양 주기가 최댓값에 가까워짐에 따라 태양 적도 근처에 태양 흑점이 형성되는 경향이 있습니다. 이것은 맞춤법검사기의 법칙으로 알려진 현상입니다. 최대 태양광 지점은 직경 수만 킬로미터에 이를 수 있습니다. 11년의 태양 흑점 주기는 22년의 반복의 절반입니다. 레이턴 다이너모 사이클은 트로이 덜 태양 자기장과 폴로이든 태양 자기장 사이의 에너지 진동 교환에 대응합니다. 태양 주기의 최댓값에서 외부 폴로이든 쌍극자 자기장은 그 다이너모 사이클 최소강도가 가깝지만 내 차종 회전에 의해 생성되는 내부 트로이도 사극 자 자기장은 최대 강도가 가깝습니다. 다이너모 사이클의 이 시점에서 대류 범위 내에서의 부력 상승에 의해 광산권을 통해 트로이 덜 자기장이 발생하고 대략 동서로 정렬되며 반대의 자기 극성을 가진 발자국을 가진 태양 점 쌍이 발생합니다. 태양 활동 주기마다 태양 활동의 자기 극성은 교대로 변화하며, 이는 해일의 법칙으로 설명되어 있는 현상입니다. 태양 주기 감소기에는 에너지가 내부 트로이 덜 자기장에서 외부 폴로이던 자기장으로 이동하여 태양 점의 수와 크기가 감소합니다. 태양 주기의 최솟값에서 트로이 덜 장은 대응하여 최소 강도로는 태양 점이 비교적 드물고 폴로이던 장은 최대 강도가 있습니다. 다음 11년 태양 흑점 사이클이 상승함에 따라 차종 회전은 자기 에너지를 폴로 이드에서 트로이도 필드로 되돌리지만 사이클과는 반대의 극성을 가집니다. 이 과정은 지속해서 수행되며, 이상화된 단순화된 시나리오에서 11년마다 태양 흑점 주기는 태양 대규모 자기장의 전체적인 극성 변화에 대응합니다.

태양 활동

태양 자기장은 총칭 태양 활동이라고 불리는 많은 영향을 미칩니다. 태양 플레어와 코로나 질량 방출은 선 장소 그룹에서 발생하는 경향이 있습니다. 천천히 변화하는 태양풍 고속 경향이 광산권 표면의 코로나 홀에서 방출됩니다. 코로나 질량 방출과 태양풍의 고속 경향 모두 플라스마와 행성 간 자기장을 태양계 밖으로 운반합니다. 태양 활동이 지구에 미치는 영향에는 중위도에서 고위도 오로라와 무선 통신과 전력 파괴가 포함됩니다. 태양 활동은 태양계의 형성과 진화에 큰 역할을 했다고 생각됩니다. 태양 흑점 수의 장기적인 경년 변화는 일부 과학자들에 따르면 태양 복사 조도의 장기적 변화와 상관관계가 있습니다. 태양 주기는 지구를 둘러싼 기상 조건을 포함한 우주의 기상 조건에 영향을 미칩니다. 예를 들어 17세기에는 태양 주기가 수십 년 동안 완전히 정지된 것처럼 보였지만 만 원 더 미니멈으로 알려진 기간 동안 태양 흑점은 거의 관측되지 않았습니다. 이것은 유럽이 비정상적으로 추운 기온을 경험했던 소빙하기 시대와 일치했습니다. 초기 확장 극소치는 목환 분석을 통해 발견되며 평균보다 낮은 지구 온도와 일치하는 것으로 보입니다. 2019년 12월 강제 자기 재결합으로 알려진 새로운 유형의 태양 자기 폭발이 관측되었습니다. 기존에 자연 자기 재결합이라고 불리는 과정에서 태양 자기장 선이 폭발적으로 발산한 후 순간적으로 다시 수렴하는 현상이 관찰됐습니다. 강제 자기 재결합도 비슷했지만 코로나 폭발로 촉발됐습니다.

라이프 국면

오늘날 태양은 인생의 가장 안정된 부분의 약 절반을 차지하고 있습니다. 40억 년 이상 동안 극적인 변화는 없을 것이고, 게다가 50억 년 이상이나 상당히 안정된 상태를 유지할 것입니다. 그러나 수소의 핵융합이 멈춘 후 태양은 안팎에서 극적인 변화를 겪게 됩니다. 5pc 이내 75개 별 중 71개 이상 또는 상위 5% 이내다.

진형

태양은 약 46억 년 전 수소와 헬륨으로 구성된 거대한 분자 구름의 일부가 붕괴하면서 형성되었고, 아마도 그 밖에도 많은 별들이 탄생했습니다. 이 연령은 항성 진화의 컴퓨터 모델과 핵 우주 시계열을 사용하여 추정되고 있습니다. 그 결과는 45억6700만 년 전 가장 오래된 태양계 물질의 방사선 측정일과 일치합니다. 고대 운석의 연구를 통해 철-60과 같은 단명 동위원소의 안정된 딸핵 흔적이 밝혀졌습니다. 이것은 태양이 형성된 장소 근처에서 하나 이상의 초신성이 발생한 것이 틀림없음을 보여줍니다. 근처에 있는 초신성으로부터의 충격파는 분자운 내의 물질을 압축하고 특정 영역을 중력으로 붕괴시킴으로써 태양의 형성을 일으켰습니다. 구름 한 조각이 붕괴하면 각운동량의 보존으로 회전하기 위해 시작했고 압력이 상승함에 따라 열도 상승했습니다. 질량의 대부분은 중앙에 집중되고 나머지는 원반 모양으로 평평해져 행성이나 다른 태양계 천체가 됩니다. 구름의 중심부에 있는 중력과 압력은 주위 원반에서 더 많은 물질이 축적되어 많은 열을 발생시키고 결국 핵융합을 일으켰습니다. HD 162826과 HD 186302는 태양과 유사하며, 같은 분자 구름 속에 형성된 항성 형제라고 가정되고 있습니다.

주계열

태양은 주계열 단계의 약 절반을 차지하고 있으며, 그 사이에 핵융합 반응이 수소를 헬륨에 융합시킵니다. 초당 400만 톤 이상의 물질이 태양의 핵 내에서 에너지로 변환되어 중성미자와 태양 방사선을 생성합니다. 이 속도로 태양은 지금까지 지구의 약 100배 질량을 태양의 약 0.03% 에너지로 변환해 왔습니다. 태양은 적색 거성사에 이전에 주계열성으로 약 100억~110억 년을 보낼 예정입니다. 80억 년의 고비로 2022년 ESA의 가이아 우주 관측 미션에 따르면 태양은 가장 뜨거운 지점에 있다. 태양은 그 중심부에서 서서히 뜨거워지고 표면에서 뜨거워지며 반경이 커져 주계열상에서의 시간 동안에 더 발광하게 되어 있습니다. 주계열의 수명이 시작된 이래 반경은 15% 확대되어 표면 온도는 5,620K(5,350℃;)입니다. 9 5,777K(5,504℃; 9,939°F)로 상승했습니다, 그 결과 0.677개의 태양광에서도 현재 1.0개의 태양 광도까지 48% 증가했습니다. 이는 핵 내 헬륨 원자가 융합된 수소 원자보다 평균 분자량이 높고 혈압이 적기 때문에 발생합니다. 따라서 코어는 수축하고 태양의 외층이 중심에 더 가깝게 이동하여 위치에너지 에너지를 방출합니다. 빌려 정리에 따르면 이 방출된 중력 에너지의 절반은 가열에 들어가고, 이는 융합이 일어나는 속도를 서서히 증가시켜 결과적으로 광도를 증가시킵니다. 이 프로세스는 코어의 밀도가 점차 높아짐에 따라 가속됩니다. 현재 밝기는 1억 년마다 약 1%씩 증가하고 있습니다. 이러한 증가로부터 지구의 액체 물을 고갈시키려면 적어도 10억 년은 걸릴 것입니다. 그 후 지구는 복잡한 다세포 생명을 지탱할 수 없게 되고 지구상에서 마지막으로 남아 있는 다세포 생물은 최종적으로 완전한 대량 멸종을 겪게 됩니다.

노심 수소 소진 후

태양은 초신성으로 폭발할 만한 질량을 가지고 있지 않습니다. 대신 약 50억 년 후 핵 내 수소가 바닥나면 핵 수소 융합이 멈춰 핵이 수축하는 것을 막을 수 없습니다. 위치에너지 에너지의 방출로 태양의 광도가 상승하고 주계열상이 끝나고 태양이 다음 10억 년에 걸쳐 확대됩니다: 처음에는 이거 성, 다음은 적색 거성입니다. 중력 수축에 의한 가열은 또한 태양 팽창과 코어 바로 바깥쪽 셸에서의 수소 융합으로도 이어지고, 거기에는 미용 존 수소가 남아 있어 최종적으로 현재의 1,000배 이상에 달하는 광도를 증가시킵니다. 태양이 적색 거성의 분지(RGB) 단계에 접어들면 수성과 금성을 삼켜 약 0.75AU(1억1000만 km;) 7000만 mi) 에 달합니다. 태양은 약 10억 년을 RGB에 소비하여 질량의 약 3분의 1을 잃습니다. 적색 거성 후 태양은 약 1억2000만 년의 활동 수명을 남겼지만 많은 일이 일어납니다. 우선 핵(열화 헬륨 포함)은 헬륨 플래시 속에서 격렬하게 발화합니다. 핵의 6%(태양 질량의 40%)는 트리플 알파 프로세스를 통해 몇 분 안에 탄소로 변환될 것으로 추정되고 있습니다. 그 후 태양은 현재 크기의 약 10배, 광도의 약 50배로 수축하고 온도는 오늘날보다 조금 낮아집니다. 그 후 붉은색 덩어리 또는 수평 지에 도달하지만 금속성 별들은 수평인지를 따라 푸르게 진화하지 않습니다. 그 대신 그것은 중간 정도의 크기가 되어 약 1억 년에 더 발광하게 되고 중심부에서 헬륨을 계속 반응시킵니다. 헬륨이 고갈되면 태양은 코어 내 수소가 고갈될 때 계속된 팽창을 반복합니다. 하지만 이번에는 모든 일이 더 빨리 일어나고 태양은 더 커지고 더 밝아지며 금성을 삼켜 버립니다. 이것은 접근-거대-분 기사로 태양은 껍질 속의 수소 또는 더 깊은 껍질 속의 헬륨을 번갈아 반응시키고 있습니다. 초기 접근성 거대 가지에서 약 2,000만 년 후 태양은 급속한 질량 손실과 열 펄스로 인해 10만 년마다 크기와 광도를 수백 년 동안 증가시키는 등 점점 더 불안정해집니다. 열 펄스는 그때마다 커지며, 후의 펄스에 의해 휘도가 현재 레벨의 5,000배, 반경이 1AU (1.5억 km;) 9300만 mi) 를 초과하게 됩니다. 2008년 모델에 따르면 지구 궤도는 당초 적색 거성인 태양의 질량 손실로 인해 최대 1.5AU(2억2000만km;)입니다. 1억4000만mi) 까지 확대합니다. 그러나 지구 궤도는 조석력(그리고 최종적으로는 사색권으로부터의 질질 끌림)에 의해 수축하기 위해 시작해 수성과 금성이 각각 같은 운명을 겪고 나서 380만 년과 100만 년 후의 적색 거부가 끝에서 태양으로 삼켜집니다. 모델은 질량 손실의 속도와 타이밍에 따라 달라집니다. 적색 거성 가지의 질량 손실이 큰 모델은 접근성 거성 가지 끝에서 더 작고 발광하지 않는 별을 생성하는데, 이는 아마도 광도의 2,000배, 반경의 200배 이하다. 태양에 대해서는 4개의 열 펄스가 예측되어 완전히 외각을 잃고 행성상 성운을 만들기 시작합니다. 그 단계가 끝날 때까지 약 50만 년 지속 태양은 현재 질량의 절반밖에 갖지 못할 것입니다. 증상이 없는 거대한 가지 이후의 진화는 더욱 빠릅니다. 광도는 온도가 상승함에 따라 거의 일정하게 유지되며 노출된 코어가 30,000K(29,700℃;)입니다. 53 이르면 태양 질량의 절반이 행성상 성운으로 이온화됩니다. 최종적인 나 핵인 백색왜성은 100,000K(100,000℃;)입니다. 18만°F) 이상의 온도를 가지며 현재 태양 질량의 54.05%를 포함하고 있습니다. 행성상 성운은 약 1만 년 후에 분산되지만 수조 년 동안 생존하다가 가상의 초고밀도 흑색 왜성이 됩니다. 따라서 백 왜성보다 더 오랜 기간 에너지를 방출하지는 않습니다.

위치

태양계

태양은 8개의 알려진 행성을 돌고 있습니다. 여기에는 4개의 지상 행성(수성 금성 지구 화성)과 2개의 가스 행성(목성과 토성), 2개의 얼음 행성(우라노스와 해왕성)이 포함됩니다. 또한 태양계에는 일반적으로 왜소행성으로 여겨지는 9개의 천체와 몇몇 후보, 소행성대, 다수의 혜성, 그리고 해왕성 궤도를 넘어선 다수의 빙 결합이 있습니다. 6개의 행성과 많은 작은 천체도 독자적인 자연 위성을 가지고 있습니다. 특히 목성, 토성, 천왕성의 위성 시스템은 몇 가지 점에서 태양계 미니어처 버전과 비슷합니다. 태양은 행성의 중력에 의해 움직입니다. 태양의 중심은 항상 발리 중심에서 2.2 태양 반경 내가 있습니다. 이 태양의 움직임은 주로 4개의 큰 행성에 의한 것입니다. 목성, 토성, 해왕성, 천왕성 시리즈의 각 행성은 다음 행성의 약 2배의 영향(관성 모멘트)을 가지고 있습니다. 수십 년의 어느 기간(해왕성과 천왕성이 대립하고 있을 때)에는 움직임이 오히려 규칙적이어서 삼엽 패턴을 형성하는 한편 이 기간에는 더욱 혼란스러워 보입니다. 179년 후(목성과 토성의 동 음주기의 9배) 이 패턴은 많든 적든 반복되지만 약 24° 회전합니다. 지구를 포함한 내행성의 궤도 역시 같은 중력에 의해 변위 되기 때문에 태양의 이동은 시간의 함수로서 지구와 태양의 상대적인 위치나 지구상에서의 태양 방사 조도에는 거의 영향을 미치지 않습니다.

천체계구만

태양계는 로컬 성 간운에 둘러싸여 있지만 로컬 성간운에 박혀 있는지, 아니면 클라우드 바로 밖에 있는지는 불분명합니다. 이 지역에는 태양으로부터 300광년 이내에 여러 성간운이 존재하며 ‘국소 버블’로 알려져 있습니다. 후자의 특징은 모래시계 모양의 공동 또는 슈퍼 버블로 약 300광년의 성간 매질에 존재합니다. 버블은 고온 플라스마로 채워져 있으며, 최근 몇 가지 초신성의 산물일 가능성이 있습니다. 로컬 버블은 인접한 더 넓은 래드클리프파와 스플릿 선상 구조물(구 골드벨트)에 비해 작은 슈퍼 버블로, 각각의 길이는 수천 광년이다. 이 구조들은 모두 오리온 팔의 일부이며 맨눈으로 보이는 은하수에 있는 별의 대부분을 포함하고 있습니다. 국소 근방에서의 모든 물질의 밀도는 0.097±0.013M²·pc-3다. 태양으로부터 10광년 이내에 항성은 비교적 적고, 가장 가까운 것은 3 성계 알파 캔 타우린으로, 약 4.4광년 떨어져 있으며, 로컬 버블의 G-클라우드에 있을 가능성이 있습니다. 알파 캔 타우린 A와 B는 태양을 닮은 항성 쌍이며, 지구와 가장 가까운 항성인 프록시마 켄타우리는 0.2광년 거리에서 이 쌍을 주최합니다. 2016년 거주 가능성이 있는 태양계 외 행성이 프록시마 캔다. 우리 b라고 불리는 프록시마 캔다. 우리 b를 돌고 있는 것으로 판명되었습니다. 태양에 가장 가까운 것으로 알려진 다음 핵융합하자는 버나드 별(5.9ly), 울프 359(7.8ly), 라라는데 21185(8.3ly)다. 가장 가까운 갈색왜성은 2진 르망 16계(6.6ly)에 속하며 목성 질량 10 미만으로 가장 가까운 알려진 불량행성 또는 자유 부유 행성 질량 천체는 아 갈색왜성 WISE 0855-0714(7.4ly)다. 8.6ly 바로 너머에는 지구 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스가 있으며 태양의 질량은 약 2배이며 지구에 가장 가까운 흰색 왜성 시리우스 B에 의해 돌고 있습니다. 10광년 이내의 다른 항성은 이진 적 왜성 글리제 65(8.7ly)와 단기적 왜성 로스 154(9.7ly)다. 태양계에 가장 가까운 항성은 11.9광년의 타우 세티다. 그것은 태양 질량의 약 80%를 가지고 있지만 광도의 약 절반밖에 되지 않습니다. 가장 최근 천체 계를 넘어 가장 가깝고 맨눈으로 보이는 항성 군은 약 80광년의 우루사 대이동 군이며, 이는 로컬 버블 내가 있으며, 가장 가깝고 맨눈으로 보이는 항상 단 하이아데스와 동일합니다. 가장 가까운 항성 형성 영역은 코로나-오스트랄 리스 분자운, Rho Ophiuchi 구름 복합체, Taurus 분자운이며 후자는 로컬 버블 바로 너머에 있으며 래드클리프파의 일부다.

동의

은하수 은하의 일부인 태양은 태양계 전체를 따라 평균 230km/s(82만8000km/h) 또는 143mi/s(514,000mph)의 속도로 은하의 질량 중심을 공전하여 이동합니다. 지구가 혁명을 완료하는 데 약 2억2000만~2억5000만 년이 걸립니다. 태양의 탄생으로부터 약 20년이 지났습니다. 태양의 운동 방향, 태양 정점은 거의 항상 베가 방향에 있습니다.

관측사

조기 이해

태양은 인류 역사를 통해 많은 문화에서 존경의 대상이 되어 왔습니다. 인류가 태양에 대해 가장 기본적으로 이해하고 있는 것은 하늘의 광디스크이며, 그 광디스크는 지평 선상에 존재하면 낮을 일으키고, 존재하지 않으면 밤을 일으킵니다. 많은 선사 문화와 고대 문화에서 태양은 태양신과 기타 초자연적인 존재로 여겨졌습니다. 나중 섹션에서 설명했듯이 태양은 많은 세계 종교에서 중요한 역할을 해왔습니다. 기원전 1천 년 초기 바빌로니아 천문학자들은 황도를 따른 태양의 움직임이 동일하지 않다는 것을 관찰했습니다. 이유는 모르겠지만, 이것은 오늘날 지구가 태양 주위를 타원 궤도로 움직이고 있기 때문이라고 알려져 있습니다. 지구가 태양에 가까워질수록 빨라지고 태양으로부터 멀어질수록 느려집니다. 태양에 대한 과학적 또는 철학적 설명을 제공한 최초의 사람 중 한 명은 그리스 철학자 아낙사고라스였습니다. 헬리오스 전차가 아니라 펠로폰네소스 땅보다 더 큰 금속의 거대한 불덩어리이며 달이 햇빛을 반사하고 있다고 그는 추론했습니다. 이 이단을 가르쳤기 때문에 그는 당국에 투옥되어 사형 판결을 받았지만 페리클레스의 개입으로 풀려났습니다. 에라토스테네스는 기원전 3세기에 지구와 태양 사이의 거리를 ‘Stadia myriads 400 and 80000’으로 추정하였으나 그 번역은 모호하여 4,080,000 스타디아(755,000km) 또는 804,000,000 공부하(148~1530만 킬로미터 또는 0.99~1.02 AU)는 의미하며 후자의 값은 몇 퍼센트 이내에 맞습니다. 서기 1세기 프톨레마이오스는 이 거리를 지구 반경의 1210배인 약 771만 km(0.0515AU)로 추정했습니다. 태양이 행성 궤도의 중심이라는 설은 기원전 3세기 시모스의 고대 그리스인 앨리스 커티스에 의해 처음 제창되었고, 이후 셀레 우키와의 셀레우코스에 의해 채택되었습니다(헬리오 센티 좀 참조). 이 견해는 니콜라우스 코페르니쿠스에 의해 16세기 태양 중심가의 보다 상세한 수학 모델로 개발되었습니다.

과학적 이해의 발달

태양 흑점 관측은 한조(기원전 206년)에 기록된 중국 천문학자들은 이러한 관측을 수 세기 동안 기록해 왔습니다. 아베오에는 또한 12세기 태양의 흑점에 관해서도 설명했습니다. 17세기 초 망원경의 발명으로 토머스 해리엇, 갈릴레오 갈릴레이 및 기타 천문학자들에 의한 태양 점의 상세한 관측이 가능해졌습니다. 갈릴레오는 태양과 지구 사이를 통과하는 작은 물체가 아니라 태양 표면에 있다고 평가하고 있습니다. 아라비아의 천문학적 공헌으로는 알 바타니가 발견한 태양의 아포 지(항성에 대한 태양 궤도 위에서 가장 느리게 움직이는 것처럼 보이는 곳)의 방향이 변화하고 있는 것을 들 수 있습니다.(현대 태양 중심론에서 이것은 지구 궤도 아페리온의 점진적인 운동에 의해 야기됩니다. 이쁜 유 뉴스는 오랫동안 큰 아스트로 라베를 사용하여 태양의 위치에 10,000개 이상의 엔트리를 관찰했습니다. 1032년 금성의 통과 관측에서 페르시아 천문학자이자 플리머스인 이븐 시나는 금성이 태양보다 지구에 가깝다고 결론 내렸습니다. 1672년에 조반니 카시니와 정리하는 화성까지의 거리를 결정하고 태양까지의 거리를 계산할 수 있었습니다. 1666년, 아이작 뉴턴(イをック·太陽ートン)은 프리즘을 사용하여 태양 빛을 관측하고, 그것이 많은 색과 빛으로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 1800년 윌리엄 허셜은 태양 스펙트럼의 빨간색 부분을 넘는 적외선 방사를 발견했습니다. 19세기에는 태양의 분광학적 연구가 진보하면서 조지프 핸드폰 프라운호퍼는 스펙트럼 내에서 600개 이상의 흡수선을 기록했는데, 그중에서도 가장 강한 것은 프라운호퍼선이라고 불리는 경우가 많습니다. 20세기에는 Calcium H(396.9nm), K(393.37nm), Hydrogen-alpha(656.46nm) 필터를 사용하는 것과 같은 특히 다른 협대역 파장에서 태양을 관측하기 위한 몇 가지 전문적인 시스템이 생겨났습니다. 현대 과학 시대의 초기에는 태양의 에너지원은 중요한 수수께끼였습니다. 켈빈 경은 태양은 서서히 냉각되는 액체이며 내부 축열을 방사하고 있다고 시사했습니다. 켈빈과 헤르만 폰 헬름홀츠는 이후 에너지 출력을 설명하기 위해 중력 수축 메커니즘을 제안했지만, 그 결과 연령 추정치는 불과 2,000만 년으로 당시 지질학적 발견에 의해 시사된 최소 3억 년의 타임스 편에는 훨씬 못 미쳤습니다. 1890년 태양 스펙트럼에서 헬륨을 발견한 조지프 로터리 아는 태양의 형성과 진화에 관한 운석 적 가설을 제안했습니다. 1904년까지는 문서화된 설루션이 제공되지 않았습니다. 어니스트 러더 포드는 태양의 출력을 내부 열원에 의해 유지할 수 있다고 제안하고 방사성 붕괴를 그 원천으로 제안했습니다. 하지만 질량-에너지 등가관계 E = mc2에서 태양 에너지 출력 원의 본질적인 단서를 제공하는 것은 알베르토 아인슈타인일 것입니다. 1920년 아서 에딩턴 경은 태양 중심부의 압력과 온도가 수소(양성자)를 헬륨 핵에 융합시켜 질량의 순 변화로부터 에너지를 생성하는 핵융합 반응을 일으킬 수 있다고 제안했습니다. 태양에서 수소의 우위성은 1925년 세실리아 페인이 Meghnad SHA에 의해 개발된 이온화 이론을 사용하여 확인했습니다. 융합의 이론적 개념은 1930년대 천체물리학자 Subrahmanyan Chandrasekhar와 Hans Bethe에 의해 개발되었습니다. 한스 베테는 태양에 힘을 주는 두 가지 주요 에너지 생성 핵반응의 세부 사항을 계산했습니다. 1957년에 마거릿 벌리지, 제프리 벌리지, 윌리엄 파울러, 프레드 호일은 우주의 대부분 원소가 항성 내부의 핵반응에 의해 합성되고 있음을 보여주었습니다.

태양 우주 임무

행성 간 우주에서 태양을 장기 관측하기 위해 설계된 최초의 위성은 1959년부터 1968년까지 발사된 NASA의 선구자 6, 7, 8, 9다. 이 탐사선들은 지구와 비슷한 거리에서 태양을 돌고 태양풍과 태양 자기장을 처음으로 상세하게 측정했습니다. 개척자 9는 특히 장기간 가동되어 1983년 5월까지 데이터를 전송했습니다. 1970년대 2대의 헬리오스 우주선과 스카이러브 아폴로 망원경 마운트는 과학자들에게 태양풍과 태양 코로나에 관한 중요한 새로운 데이터를 제공했습니다. Helios1과 2의 로브는 미국제다.- 독일의 공동 연구에 의해 수성 궤도 내에서 우주선을 운반하는 궤도에서 태양풍을 페리 헬 리 옴으로 연구했습니다. 1973년 NASA에 의해 발사된 스카이 사랑 우주 정거장에는 아폴로 망원경 마운트라고 불리는 태양 관측 모듈이 포함되어 있었습니다. 이 모듈은 이 스테이션에 상주하는 우주비행사에 의해 조작되었습니다. 스카이러브는 태양 전이 영역과 태양 코로나로부터의 자외선 방출에 대해 처음으로 시간 분해 관측을 실시했습니다. 발견에는 코로나 질량 방출의 최초 관측, 이후 ‘코로나 과도현상’으로 불리며 현재 태양풍과 밀접하게 관련된 것으로 알려진 코로나 홀이 포함되어 있었습니다. 1970년대 많은 연구가 태양에 철족 원소의 풍부함에 초점을 맞췄습니다. 중요한 연구가 이루어졌지만 1978년까지는 초미세 구조 때문에 분광법으로 철족 원소(예를 들어 코발트나 망간)의 풍부함을 측정하는 것은 어려웠다. 단일 이온화 철족 원소 최초의 거의 완전한 진동자 강도 세트는 1960년대에 이용할 수 있게 되었고, 그 후 개선되었습니다. 1978년 철기 단이 온화 원소의 풍부함이 도출되었다. 다양한 저자들은 태양과 행성 귀 가스의 동위원소 조성에 경사가 있는 것을 고려하고 있습니다. 예를 들어 태양과 행성에서 네온과 크세논의 동위원소 조성 사이의 상관관계. 1983년 이전에는 태양 전체가 태양 대기와 같은 조성으로 여겨졌습니다. 1983년 행성과 태양풍에 의해 심어진 희가스의 동위원소 조성 관계를 일으킨 것은 태양 자체의 분획이라고 주장되었습니다. 1980년 NASA에 의해 태양 최대 미션 탐사기가 발사되었습니다. 이 우주선은 태양 활동과 태양광이 높은 시기에 태양 플레어에서 감마선, X선, UV 방사를 관측하기 위해 설계되었습니다. 그러나 발사 후 불과 몇 달 후 전자기기 고장으로 탐사기는 스탠바이 모드가 되었고, 그 후 3년 동안은 이 비활성 상태로 지냈습니다. 1984년 우주왕복선 챌린저 미션 STS-41C는 위성을 회수하고 전자기기를 수리한 후 궤도에 재방출했습니다. 태양 최대 미션은 1989년 6월 지구 대기권에 재진입하기 전에 그 후 수천 개의 태양 코로나 이미지를 취득했습니다. 1991년에 발사된 일본의 태양광 위성은 X선 파장에서 태양 플레어를 관측했습니다. 미션 데이터를 통해 과학자들은 몇 가지 다른 유형의 플레어를 식별할 수 있으며 피크 활동 지역에서 떨어진 코로나가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 역동적이고 활발하다는 것을 실증했습니다. 요코(太陽周期)는 태양 주기 전체를 관측했지만 2001년 환 식으로 인해 태양의 잠금이 손실되자 스탠바이 모드가 되었습니다. 2005년에 대기권 재돌입에 의해 파괴되었습니다. 지금까지 가장 중요한 태양 활동 중 하나는 유럽우주기구와 NASA가 공동으로 건설해 1995년 12월 2일 발사된 태양·태양권 관측소다. 당초 2년간의 임무를 수행할 예정이었으나 2012년까지의 임무 연장은 2009년 10월 승인되었습니다. 매우 유용한 것으로 증명되어 후속 미션인 태양 역학 천문대가 2010년 2월 발사되었습니다. 지구와 태양 사이의 라그랑주 안 점에 자리 잡고 있으며(양쪽으로부터의 중력이 같다), 소호는 발사 이래, 많은 파장에서 태양을 항상적으로 봐 왔습니다. 소호는 직접 태양 관측에 더해 다수의 혜성을 발견했는데, 대부분은 태양을 통과할 때 소각되는 작은 렌더링 혜성입니다. 이 위성들은 모두 황도 평면에서 태양을 관측하고 있으며 적도 영역을 상세하게 관측했을 뿐입니다. 율리시스 탐사선은 1990년에 태양의 극지를 연구하기 위해 발사되었습니다. 그것은 처음에 목성에 가서 황도 평면의 훨씬 위로 그것을 운반하는 궤도에 ‘슬로우 샷’ 했습니다. 율리시스가 예정된 궤도에 오르면 태양의 바람과 자기장 강도를 높은 태양 위도에서 관측하기 위해 시작해 고위도로부터의 태양풍이 예상보다 느린 약 750km/s로 이동하고 있음을 발견하고 은하 우주선을 산란시키는 고위도에서 큰 자기파가 발생하고 있습니다. 광산권에서 원소의 풍부함은 분광학적 연구로 잘 알려졌지만 내부의 조성은 더 잘 이해되지 않습니다. 태양풍 샘플 귀환 미션 ‘제네시스’는 천문학자들이 태양 물질의 조성을 직접 측정할 수 있도록 설계됐습니다. 태양 지구 관계 관측소(STEREO)의 미션은 2006년 10월에 개시되었습니다. 2대의 같은 우주선이 궤도 위에 발사되고, 그것들은 (각각) 지구보다 더 전방으로 끌어올려져 서서히 지구보다 후방으로 낙하했습니다. 이를 통해 태양과 코로나 질량 방출과 같은 태양 현상을 입체적으로 촬영할 수 있습니다. 파카 태양광을 로브는 델타 IV 중 로켓으로 2018년 발사돼 2025년에는 0.046AU의 주최 위성에 도달해 태양 코로나에 저공비행을 한 최초의 우주선으로 가장 가까운 인공위성이 됩니다. 솔라 오비터 미션(SolO)은 2020년 발사돼 최소 0.28AU의 주최 후에 달하며 태양이면 카메라를 탑재한 가장 가까운 위성이 됩니다. CubeSat for Solar Particles(CUPS)는 입자와 자기장을 연구하기 위해 2022년 11월 16일 Artemis 1에서 승차 공유로 출시되었습니다. 인도 우주 연구 기관은 2023년 9월 2일에 100kg급 위성 「Aditya-L1」을 발사했습니다. 그 주요 장치는 태양 코로나의 역학을 연구하기 위한 코로나 그래프다.

미해결 문제

코로나 가열

광산권의 온도는 약 6,000K인데 반해 코로나의 온도는 100만~200만K에 달합니다. 코로나의 고온은 광산권으로부터의 직접 열전도 이외의 무언가에 의해 가열되는 것을 보여줍니다. 코로나를 가열하는 데 필요한 에너지는 광산권 아래 대류 존에서 난류운동에 의해 제공되는 것으로 생각되며, 코로나 가열을 설명하기 위한 두 가지 주요 메커니즘이 제안되어 있습니다. 첫 번째는 대류 존의 난류에 의해 소리, 중력 또는 자기 유체역학적 파동이 생성되는 파동 가열입니다. 이 파도들은 상승하여 코로나 속에서 소멸하고 주위 물질에 열이라는 형태로 에너지를 축적합니다. 또 하나는 자기 가열이며, 자기 에너지는 광산권 운동에 의해 연속적으로 축적되어 큰 태양 플레어와무수하고 유사하지만 – 나노플레어 형태로 자기 재결합을 통해 방출됩니다. 현재 파도가 효율적인 가열 메커니즘인지는 불분명합니다. 알펜파를 제외한 모든 파도가 코로나에 도달하기 전 소멸하거나 굴절되는 것으로 나타났습니다. 또한 알펜파는 코로나 속에서 쉽게 소멸하지 않습니다. 따라서 현재 연구의 초점은 플레어 가열 메커니즘으로 이동하고 있습니다.

기절하는 젊은 태양

태양광 발전의 이론적 모델은 38억 년에서 25억 년 전 알케인 시대에 태양이 오늘날만큼 밝았던 것은 약 75%에 불과했음을 시사합니다. 이러한 약한 별들은 지구 표면에 액체의 물을 유지하지 못했을 것이고 따라서 생명은 발전하지 못했을 것입니다. 그러나 이 지질학적 기록은 지구가 역사를 통틀어 상당히 일정한 온도에 머물러 있어 젊은 지구가 오늘날보다 다소 따뜻했음을 보여줍니다. 과학자들 사이에서는 젊은 지구의 대기 중에는 현재 존재하는 것보다 훨씬 많은 온실가스(이산화탄소, 메탄 등)가 포함되어 있으며, 그것들은 도달하는 태양에너지의 적은 양을 보충할 만한 열을 가두어 두고 있다는 이론이 있습니다. 그러나 고고학적 퇴적물 조사는 높은 온실 농도 가설과 모순되는 것 같습니다. 대신 적당한 온도 범위는 더 적은 대륙 면적과 생물학적으로 유도된 구름 응축 핵의 결여로 인해 야기되는 듯하면 알베도로 설명할 수 있습니다. 이것은 태양 에너지의 흡수를 증가시켰고, 그로 인해 태양광 출력의 저하를 보충했을 것입니다.

눈에 의한 관찰

태양의 밝기는 맨눈으로 봄으로써 통증을 일으킬 수 있지만 단기간 하는 것은 일반적으로 확장되지 않은 눈에는 위험하지 않습니다. 태양을 직시하는 것은 포스 펜의 시각적 인공물과 일시적인 부분 실명을 일으킵니다. 또 망막에 약 4밀리와트의 태양광을 전달하고 이를 조금 가열해 밝기에 제대로 반응하지 못하는 눈 손상을 유발할 수 있습니다. 직사광선을 맨눈으로 보는 것은 특히 태양으로부터의 자외선이 강하게 초점이 맞춰져 있는 조건에서 약 100초 후 시작되는 망막에 자외선 유발성 자외선 병변을 일으킬 수 있습니다. 쌍안경과 같은 광 집중 광학으로 태양을 보면 자외선을 차단하고 햇빛을 상당히 어둡게 하는 적절한 필터 없이 망막에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 감쇠 필터를 사용하여 Sun을 표시하는 경우 뷰어는 그 용도에 특화된 필터를 사용하라는 경고를 받습니다. UV 또는 IR 선을 통과하는 몇몇 즉흥 필터는 실제로 높은 휘도 수준에서 눈을 손상할 수 있습니다. 필터가 씌워지지 않은 망원경을 통해 한낮의 태양을 언뜻 보면 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다. 일출과 일몰 사이 레일리 산란과 삼중 산란으로 인해 태양광이 약해져 지구 대기를 통과하는 특별한 긴 통로입니다, 그리고 태양은 때때로 맨눈으로 쾌적하게 볼 수 있거나 광학으로 안전하게 볼 수 있을 정도로 아주 얇습니다(다만 구름 사이 틈으로 갑자기 밝은 태양광이 나타날 위험이 없는 경우). 몽롱한 상태, 대기 분진, 높은 습도가 이 대기 감쇠에 기여합니다. 녹색섬광으로 알려진 광학 현상은 일몰 직후나 일출 전에 볼 수 있습니다. 플래시는 지평선 바로 아래 태양으로부터의 빛이 (보통 온도 반전을 통해) 관찰자를 향해 구부러져 있는 것에 의해 야기됩니다. 파장이 짧은 빛(바이올렛, 파랑, 그린)은 파장이 긴 빛(노란, 오렌지, 빨간색)보다 휘지만 파랑 빛은 더 산란하여 녹색으로 인식되는 빛을 남깁니다.

종교적 측면

태양신은 많은 세계의 종교와 신화에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 태양 숭배는 고대 이집트인, 남미 잉카인, 현재 멕시코 아스텍인 등 문명에 중심적이었습니다. 힌두교와 같은 종교에서 태양은 지금도 수리야(スリア)로 알려진 신으로 여겨지고 있습니다. 많은 고대 유적은 태양 현상을 염두에 두고 건설되었습니다. 예를 들면, 돌 거석은 하지나 동지를 정확하게 나타내고 있습니다(이집트의 나부터 플레이와, 몰타의 모나주더라, 영국의 스톤헨지 등); 아일랜드 선사시대 인조산인 뉴스 레인지는 동지를 검출하기 위해 설계되었으며 멕시코 침첸 이째에 있는 엘 카스티요 피라미드는 춘분점과 추분점에서 피라미드를 오르는 뱀 모양의 그림자를 던지도록 설계되어 있습니다. 고대 수메르인들은 태양이 우투리며 하늘의 여왕 이난나의 쌍둥이 형제라고 믿었습니다. 그 후 유투는 동생 쪽의 신 샷 마시기와 동일시되었습니다. 227. 유투는 도움의 주인으로 여겨져 어려운 사람들을 도왔습니다. 적어도 고대 이집트의 제4왕조부터 태양은 Ra 신으로 숭배되고 태양 원반에 덮인 매 머리를 가진 신으로 묘사되어 뱀으로 둘러싸여 있었습니다. 신제국 시대에 태양은 똥구멍으로 가시와 동정 되었습니다. 태양 원반 아이템의 형태로 태양은 아마르나 시대에 짧은 부활을 이루어 파라오 아크 헤나 톤의 탁월한 신성이 되었습니다. 이집트인들은 라 신을 태양의 방주에 태우고 작은 신들과 함께 하늘을 가로질러 운반되는 것처럼 묘사했습니다. 그리고 그리스인에게 그는 헬리오스에서 불타는 말이 끄는 전차로 운반되었습니다. 로마제국 말기 엘라가발루스 통치 시대부터 태양의 생일은 동지 직후에 설인 빅투스(말 그대로 정복되지 않은 태양)로 축하받던 축일이며, 이는 크리스마스의 전조였을지도 모릅니다. 항성에 관해서는 지구에서 1년에 한 번 황도대를 지나 태양이 황도대를 따라 회전하는 것처럼 보이기 때문에 그리스 천문학자들은 7개 행성(그리스 행성 ‘방랑자’) 중 하나로 분류하고 7개 행성이 로마 시대로 거슬러 올라가는 주 이름을 지었습니다. 인도 유럽의 원시 종교에서 태양은 여신*She 2 UL로 의인화되어 있었습니다. 인도·유럽 언어에서 이 여신의 파생물로는 옛 노르드어 솔, 산스크리트어 술아, 갈리아에 구리스, 리투아니아어 사울과 슬라브어 소름 체가 있습니다. 고대 그리스 종교에서 태양신은 헬리오스(Helios)였으며 나중에 아폴로와 동기화되었습니다. 성경에서 마르기 4:2는 일부 기독교인들이 메시아(그리스도)에 대한 언급으로 해석한 정의의 태양(가끔 정의의 태양으로 번역됨)을 언급하고 있습니다. 고대 로마 문화에서 일요일은 태양신의 날이었습니다. 이교에서 태양은 생명의 원천이며 따뜻함과 빛을 주고 있었습니다. 로마인들 사이에서 인기 있는 컬트 교단의 중심이었습니다. 로마인은 새벽에 서서 기도하면서 첫 햇살을 받았습니다. 동지(크리스마스에 영향을 준)는 정복되지 않은 태양(설인 빅투스)의 로마 교단의 일부다. 이날은 기독교인들에 의해 안식일로 채용되었습니다. 빛의 상징은 기독교인들에 의해 채택된 이교도의 장치이며, 아마도 가장 중요한 것은 유대인 전통에서 오지 않았을 것입니다. 기독교 교회는 회중이 일출을 향하도록 세워졌습니다. 태양의 아스테카 신 토나티우(Tonatiuh)는 인간 희생의 실천과 밀접하게 관련되어 있었습니다. 태양의 여신 아마 테로는 신도에서 가장 중요한 신입니다.

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