천문학의 세부분야

이번에는 저번글 마지막에 쓴 것처럼 천문학 연구대상에 따른 세부분야에 대해 작성할것이다 다양하고 많은 내용이 있어서 두번에 걸쳐쓸것같다 첫번째로 태양천문학에 대해 보면 태양은 나이를 먹으면서 밝기가 천천히 증가하고 있으며 아주 천천히 말이다 처음으로 주계열성으로 생애를 시작했을떄에 비해 지금 40퍼센트 정도 더 밝다고 한다 태양은 탄생이후 지구의 생태계에 뚜렷한 영향을 줄수있을 정도로 밝기가 변해왔다 그럼 예시를 들어보겠다 예를 들어 마운더 극소기로 인해 중세이 작은 빙하시대 현상이 발생하였던것으로 보인다 우리 눈으로 볼수있는 태양의 바깥 표면을 광구라고 부른다 광구는 무엇일까 광구 위에는 채층으로 불리는 얇은 지대가 존재한다 채층위에는 코로나가 형성되어있으며 온도는 급격하게 올라간다 태양의 중심부에는 핵이있으며 핵융합 작용이 일어날 정도로 충분히 뜨겁고 압력 또한 크다 중심핵 위에는 복사층이 있는데 여기서 플라즈마는 에너지 플럭스를 복사형태로 전달하는데 복사층 위에서는 대류층이 존재하는데 이곳에서 에너제가 물리적인 가스교환형태를 통해 전달되게된다 이러한 태양의 대류층이 자기장을 발생시키는 원인이며 이 자기장으로 인해 태양 표면에 흑점이 생겨나는것으로 받아들여지고 있다 태양의 흑점은 많이 들어보았을것이다 태양은 지구에서 빛의 속도로 8분거리에 있으며 가장 연구가 자세하게 이루어진 항성이고 전형적인 지형 분광형을 지닌 46억살의 주계열성이다 태양은 변광성으로 분류되어지지는 않지만 흑점주기로 알려진 주기적인 밝기의 변화를 보여준다 이는 11년 주기에 걸쳐 흑점의 숫자가 변화하는것과 관련되어있다 흑점은 강력한 자기장 활동과 관련되어있으며 태양 표면의 다른곳에 비래 온도가 낮은 지역이다 플라즈마 입자로 이루어진 태양풍을 태양으로부터 꾸준히 우주공간으로 흘러나와서 태양권계면까지 이어진다 태양풍은 지구의 자기권과 반응 하여 밸엘런대를 형성하고 지구의 자기력선이 대기로 내려와 만나는 지점에서 오로라를 형성한다 오로라를 한번 보고싶다 그럼 두번쨰로 행성 천문학에 대하여 알아보겠다 행성천문학은 다양한 것들이 존재하는데 행성 위성 왜행성 혜성 소행성 기타 태양을 공전하는 다른 천체들 그리고 외계행성 집단들을 연구대상으로 다룬다 태양계는 상대적으로 연구가 많이 이루어졌으며 과거에는 관측도구로 주로 망원경을 이용했으며 최근에는 우주 탐사선이 많은 역할을 하고있다 일련의 탐소로 인해 태양계의 형성과 진화에 관해 많은 지식을 얻게 되었으며 새로운 사실들이 계속하여 발견되어지고 있다 태양계는 내행성 소행성대 외행성의 세부분으로 크게 나누어볼수있는데 태행성계로 일컬어지는 지구형 생성들로는 수금지화 수성 금성 지구 화성이 있다 바깥쪽을 공전하고있는 왜행성계는 가스 행성들로 이루어져있으며 목토천해명 목성 토성 천왕성 해왕성으로 구성되어있다 해왕성 너머로는 카이퍼대가 존재하며 가장 바깥쪽에는 최대 1광년에 이르는 거리까지 오르트 구름이 펼쳐저있다 행성들은 원시 태양을 두르고있던 원시행성계원반에서 생겨났다 중력에 의한 끌어당김 충돌 감착과정을 동하여 원반에 있던 물질들은 큰 덩어리들로 자라났으며 이후 원시행성들로 진화하였다 태양풍에 의한 복가업으로 인해 덩어리로 뭉치지 못한 물질들은 쓸려 나갔고 자기가 지닌 가스 대기를 잃지 않을 정도로 무거운 천체들만 살아남았다 살아남은 행성들은 계속하여 커지거나 또는 극심한 충돌로 인해 자기가 가지고있던 물질들을 방출하기도 하였다 이러한 극심한 충돌의 증거는 달이나 수성들에 있는 많은 충돌구를 통해 알수있다 현재 지지를 받고있는 이론에 따르면 이기간동안 원시행성들중 일부는 충돌과정을 겪었을것이다 행성들은 충분한 질량을 획득한뒤 얻은 물질은 행성 중심부로 가라앉고 가벼운 물질은 위에 남는 행성구별의 과정을 겪게 된다 플렌터리 디퍼레이션이라는 이 과정을 겪게 된다 이과정을 통해 행성들의 중심에는 철이나 석질의 중심핵이 형성되고 그 위는 보다 가벼운 물질들로 이루어진 맨틀이 형성되었다 맨틀은 중요한 부분이다 핵 부위는 고체 또는 액체성분을 지니고있으며 일부행성의 중심핵은 고유의 자기장을 형성하는 원인을 제공한다 이러한 자기장은 행성의 대기를 태양풍으로부터 보호하여 벗겨져 나가지 않게 한다 행성이나 위성들의 내부열은 이들을 만들었던 물체 방사성 물질로 예를들면 우라븀 토륨 에이아이 등이다 이것들끼리 충돌하여 발생한 열 빛 조석가속으로 인하여 생겨났는데 일부천체들의 경우 화산이나 지각운동등 지질학적 활동이 생겨날 정의 열을 간직하게 되었다 이들 중 대기를 작게되는 천체는 바람이나 물로 인하여 지각의 침식과정을 겪는다 질량이 작은 천체들은 빠르게 식었고충돌구 생성을 제외한 일체의 지질학적 활동을 멈추었다 이번에 세번쨰로 알아볼것은 항성 천문학이다 항성및 그들의 진화과정을 아는것은 우주를 이해하는데 있어 매우 중요한 역할을 한다 천체물리학은 관측 및 이론 항성 내부 컴퓨터시뮬레이션을 통해 할성연구에 기여해 왔다 랑성 생성은 거대 분자구름으로 알려진 먼지와 가스의 밀도가 높은곳에서 시작되는데 분자구름이 불안정해지면 부자구름이 중력떄문에 붕괴되면서 여러조각들로 꺠지게 되고 각각의 조각들은 원시별을 형성하게된다 중심핵 부분이 충분히 밀도가 높고 뜨거워지면 핵윻합작용이 시작되며 여기서 주계열성이 탄생하게된다 수소와 헬륨 리튬보다 무거운 모든 원소들을 천문학에서는 중원소라고 부르는데 이들은 항성의 내부에서 만들어진 것들이다 워낙 여러가지라 잘은 모르겠다 항성의 최후 양상 역시 마지막에 남은 별의 질량에 따라 달라진다 태양 정도 질량을 작는 별은 행성상 성운의 형태로 질양을 방출하고 중심부에 백색왜성을 남긴다 주계열 시적 질량이 태양의 8배 이상이었던 별들의 경우에는 중심핵이 붕괴하면서 초신성으로 일생을 마친다 초신성 폭발후 중심에 남은 물질은 중성자별이 되거나 혹은 폭발후 남은 질량이  태양의 3배가 넘는 경우 블랙홀로 진화한다 서로 가까이 붙어있는 쌍성의 경우 주성에는 나온 물질이 반성이 백색 왜성으로 흘러들어가서 신성 폭발을 일으키는 것처럼 더욱 복잡한 진화경로를 겪게된다 행성상 성운 및 초신성은 중원소를 성간 공간에 퍼뜨리는 중요한 역할을 하며 생명체가 탄생할 재료를 공급하는 역할도 한다 만약 이들이 없다면 새롭게 탄생하는 별들 및 행성들은 수소와 헬륨으로만 이루어질것이고 안타깝게 지구형 행성은 생겨날수없기 떄문이다 주계열성을 벗어난 항성의 진화과정은 주로 별의 질량에 의해 결절되는데 별이 질량이 크면 클수록 더욱밝아지며 중심핵에서 수소연료를 더 빨리 태운다고하는데  시간이 지나면서 별이 가지고있던 수소사 헬륨으로 모두 바뀌면 항성은 진화하기 시작한다 헬륨 융합이 일어나기 위해서는 중심핵으니온도가 더 뜨거워져야 하기 떄문에 항성의 중심핵 밀도는 증가하며 부피또한 커지게 된다 부피가 증가항 항성은 헤륨을 다 태우떄까지 잠시동안 적색 거성 단계에 머무르는데 질량이 매우큰 별들의 경우 헬륨보다 무거운 원소들을 태우는 일련의 진화단계를 따로 격게 된다 다음글부터는 외부은하 천문학 우리은하 천문학에 대해 서술해볼것이다