가시광선을 분광기로 분해했을 때 여러 가지 색으로 나뉘어 나타나는 빛깔의 배열을 스펙트럼이라고 한다. 스팩트럼의 종류에는 연속 스펙트럼, 선 스펙트럼, 흡수 스펙트럼이 있다. 태양 광선에서와 같이 빨강에서 보라까지 색깔의 띠가 연속적으로 나타나는 것을 연속 스펙트럼이라고 한다. 선 스펙트럼은 어떤 원소에 빛을 비추면, 원소의 특정한 빛깔이 선의 형태로 나타나는 스펙트럼이다. 빛의 일부가 원소에 흡수되어 검은 선이 나타나는 경우도 있다. 이것은 흡수 스팩트럼이라 한다. 자연계에는 92종의 원소가 있는데, 각각의 원소에 빛을 비추면 모두 독특한 스펙트럼을 보인다. 이러한 원소의 성질을 이용하여 물질의 구성 원소를 조사하는 방법이 스펙트럼 분석법이다. 스펙트럼 분석법은 태양을 비롯한 항성들의 대기 구성 원소를 조사하는 데 많이 쓰인다.
- 태양의 복사 에너지
현재 인류는 에너지원으로 석유, 석탄, 전기 등을 많이 쓰고 있다. 그런데 따지고 보면, 이러한 종류의 에너지원들도 태양의 복사 에너지가 형태를 바꾼 것에 불과하다. 석유나 석탄은 오랜 옛날에 살던 생물이 땅에 묻혀 이루어진 것인데, 그러한 생물들은 모두 태양의 복사 에너지를 받아 생장할 수 있었다. 전기도 태양의 복사 에너지가 변화된 또 다른 형태라는 것에는 큰 파이가 없다. 전기는 수력 발전과 화력 발전 등을 통하여 만들어진다. 수력 발전은 흐르는 물을 이용하여 이루어지는데, 태양의 복사 에너지가 낮은 지역의 물을 증발시켜 높은 지대로 계속 끌어올려 준다. 화력 발전은 석유나 석탄을 사용하므로, 태양의 복사 에너지를 변형시켜 전기를 생산하는 한 방법이라고 할 수 있다. 이제는 태양열을 직접 이용하려는 연구가 진행되고 있다. 간단한 온수기나 태양열 주택 등은 이미 개발되었고, 외딴섬의 등대나 깊은 산 속의 전파 중계소 등이 태양열로 그 기능을 발휘하고 있다. 심지어는 태양열을 이용하여 인공위성을 띄워 올릴 정도이다. 그러나 아직까지도 무진장한 양의 태양열 중에 극히 일부분만을 이용하고 있을 따름이다. 그리고 태양열을 실생활에 직접 사용하려면 많은 비용이 들므로, 사용되는 범위 역시 대단히 좁은 형편이다. 따라서 보다 싼 값으로, 보다 편리하게 태양열을 이용할 수 있게 하는 연구 결과가 기대된다.
- 태양의 자기장
20세기 초에 과학자들은 흑점에서 강한 자기장이 흐르고 있음을 발견했다. 그런데 흑점에서와 같은 강한 자기장은 쉽게 알아낼 수 있었으나. 약한 자기장의 흐름에 대해서는 알기 어려웠다. 약한 자기장을 검출하려면 마그네토그래프라는 기구가 필요하다. 이 기구로는 0.1 가우스쯤의 약한 자기장까지 측정이 가능하다. 마그네토그래프로 태양의 자기장을 관측한 결과, 태양에는 흑점의 자기장 외에 일반 자기장이 흐르고 있다는 사실이 밝혀졌다. 일반 자기장이란 태양의 북극에서 남극으로 흐르는 자기장을 일컫는다. 흑점의 자기장은 무척 강하지만 일반 자기장은 약 1 가우스로서, 지구의 자기장보다 두 배쯤 더 크다. 태양에서 자기장이 맡는 가장 큰 역할은 대류층에서 대기층으로 전달되는 에너지량을 조절한다는 데 있다. 자기장은 홍염을 일으키는 원인이 되고, 플레어의 발생에도 깊은 관계가 있다. 또 지구에서 일어나는 자기 폭풍, 델린저 현상 등에도 큰 영향을 미친다.
- 자기 폭풍
태양의 대기는 높은 온도 상태에 있으므로, 대기층을 이루고 있는 입자들 중에서 상당량이 태양의 강한 인력을 부리치고 우주 공간으로 흘러나간다. 이것을 태양풍이라고 하는데, 태양풍에 대해서는 앞에서 잠시 살펴본 바 있다. 평상시에 태양풍은 지구의 자기장에 가로막혀, 지구의 표면까지는 들어오지 못한다. 그러나 태양에서 큰 플레어 등이 발생하면, 태양풍이 지구의 표면에까지 도달한다. 또, 태양의 대기 입자가 구름처럼 밀려와 지구를 둘러싸기도 한다. 그러할 때, 지구에서는 자기 폭풍이 발생한다. 자기 폭풍은 수포에서 수분 내에 지구 전체에 걸쳐 일어나는데, 지구의 자기장이 심하게 변화하므로 나침반의 바늘이 크게 흔들리게 된다. 자기 폭풍이 발생하면, 오로라가 생기고 전리층에 혼란이 일어나 특히 단파에 의한 원거리 통신이 두절된다.
- 델린저 현상
코로나에서 지구로 들어오는 전자기파는 지구의 대기 분자를 두들겨 전리시킨다. 이렇게 전리된 기체가 모여 있는 층을 전리층이라고 한다. 전리층은 전파를 잘 반사시키므로 무선 통신에 이용된다. 태양에서 큰 플레어 등이 발생하면, 코로나에서 나오는 전자기파보다 더 강한 전자기파가 나온다. 이 전자기파는 전리층을 혼란시켜, 지구 표면에서 발사된 전파를 전리층이 제대로 반사시킬 수 없도록 한다. 그래서 무선 통신의 상태가 나빠지고, 심하면 무선 통신이 아예 두절되기도 한다. 그것은 조용한 수면에 비친 물체의 상은 비교적 뚜렷하지만, 물결이 일고 있는 수면에 비친 물체의 상은 뚜렷하지 않은 것과 같다. 이러한 델린저 현상은 몇 분에서 1시간쯤 계속된다.
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