태양이 밝게 빛나고 뜨거운 열을 내뿜는다는 것은 극히 자연스러운 현상이다. 그러나 조금만 세밀하게 관찰해 보아도, 그 속에는 대자연의 정교한 법칙들이 꿈틀거리고 있음을 알게 된다. 태양 에너지는 지구 상의 모든 생명체가 살아가는데 원동력으로 작용하는 만큼 태양에 관해 더욱 많은 연구가 필요하다.
1. 태양의 크기, 질량, 밀도
- 태양의 크기 : 태양은 공처럼 생긴 크고 뜨거운 기체 덩어리이다. 사람들의 눈에 보이는 태양의 표면을 광구라 한다. 광구에서는 갖가지 현상이 발생하는데, 이를 잘 관찰하면 태양에 관해 많은 것을 알게 된다. 광구는 두께가 500km쯤인 기체층으로 되어 있다. 광구의 바깥쪽 부분은 기체의 양이 매우 적어 맨눈에는 보이지 않는다. 태양의 반지름은 지구 반지름의 약 109배로서, 약 69만 6000km이다. 또, 태양의 부피는 지구 부피의 130만 배에 이른다.
- 태양의 질량과 밀도 : 태양이 비록 기체 덩어리라고는 하지만, 부피가 대단히 크므로 질량 도한 엄청나게 크다. 태양의 질량은 약 2X10의 30승㎏으로서, 지구 질량의 34만 배에 달한다. 지구의 질량은 5.9X10의 24승㎏ 쯤이다. 어떤 물체의 질량을 부피로 나누면, 그 물체의 평균 밀도가 나온다. 태양은 기체로 이루어져 있으므로, 부피가 크지만 평균 밀도는 지구의 ¼쯤에 불과하다. 태양의 평균 밀도는 약 1.41g/㎤이고, 지구의 평균 밀도는 약 5.52g/㎤이다. 태양의 표면 중력은 지구보다 28배만큼 크다. 이렇게 태양의 표면 중력이 강하므로, 광구 바깥쪽 부분의 기체 알갱이들이 멀리 달아나지 못한다. 태양의 표면 중력이란 태양 표면 부근의 물체를 태양의 중심 쪽으로 끌어당기는 힘이다.
- 태양까지의 거리 : 지구는 태양을 초점의 하나로 삼고, 타원형 궤도를 그리면서 공전한다. 이로 말미암아 지구에서 태양까지의 거리는 항상 일정한 것이 아니다. 1월 상순은 지구와 태양이 가장 가까이 접근하는 시기이다. 그리고 7월 상순이 되면, 지구와 태양은 가장 멀리 떨어져 있게 된다. 타원형에는 장축과 단축이라는 두 개의 축이 있다. 지구에서 태양까지의 평균 거리는 지구의 타원형 궤도의 장축을 둘로 나누어 구한다. 그 거리는 약 1억 4960만㎞인데, 이것을 1천 문 단위라고 하여 태양계 행성들까지의 거리를 측정하는 데 사용한다.
- 태양의 밝기 : 태양 광선이 수직으로 내리비칠 때의 밝기는 10만 럭스쯤이다. 만일 200km 상공에 더 있는 인공위성에 전등을 달아 지상을 낮과 같이 밝게 하려면, 100 촉광의 전등 40억 개가 필요하다.
- 대류층 : 대류로 인하여 기체가 상승하거나 하강하는 속도는 평균 초속 300m인 것으로 알려져 있다. 대류층은 광구나 태양의 대기층에서 발생하는 여러 가지 현상에 중요한 영향을 미치는데, 대류층의 두께는 대략 1만 4000km로 추정된다.
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