천문학의 기원과 역사 - (4)

목차

1. 태양천문학이란

2. 우주론이란

3. 아마추어 천문학이란

 

 

 

1. 태양천문학이란

태양천문학이라는 학문은 우리에게 아주 친숙하고 가장 잘 알려진 천체인 태양을 연구하는 학문으로서 지구와의 거리는 빛의 속도로 8분 정도 되는 거리에 떨어져 있고, 나이는 46억년 정도 된 주계열성의 별로 구분이 된다. 태양은 스스로 내는 빛의 밝기가 주기적으로 바뀌는 변광성에 속하지는 않지만 흑점이 변화함에 따라 밝기의 변화가 생기는 흑점 주기라는 것을 지니고 있다. 이것은 11년의 주기 동안 흑점의 숫자가 바뀌는 것과 연관성이 있다. 이 흑점은 태양 표면에서 다른 부분에 비해 상대적으로 온도가 낮은 곳이고, 검게 보인다 하여 흑점이라 불리운다. 그렇다고 흑점이 다른 표면에 비해 상대적으로 온도가 낮다는 것이지 실제로 온도가 낮아 생명체가 살정도의 온도는 절대 아니다. 태양은 시간이 지나면서 초기보다 밝기가 증가하고 있으며, 현재는 예전보다 40프로 정도나 더 밝아 졌다고 한다. 태양의 밝기 변화는 지구환경 생태계에 아주 큰 변화를 줄정도이며 지구의 빙하기를 만들기도 하였다. 우리가 실제로 맨눈으로 볼수 있는 태양 표면을 광구라고 일컫는다. 이러한 광구에는 채층이라고 불리우는 얇은 층이 존재하고 있다. 그리고 이러한 채층에는 코로나라고 불리우는 것이 존재하고 다른곳에 비해 온도가 아주 뜨겁다. 태양의 중심에는 핵이 있는데 기본적으로 핵융합을 한다고 알려져 있으며 이러한 핵융합 작용이 일어날 정도로 아주 뜨겁고 압력 또한 엄청나다. 태양의 중심핵 상부에는 복사층이 있고 이곳에서 발생되는 플라즈마는 에너지 플럭스를 복사 에너지 형태로 전달하게 된다. 이러한 복사층 상부에는 대류층이 존재하고 있고, 이곳의 에너지가 물리적 가스 교환 형태로 전달되게 된다. 이러한 대류층이 태양 자기장 형성의 원인이 되고 있으며, 이러한 자기장으로 인하여 태양 흑점이 만들어진다고 추측하고 있다. 태양풍은 플라즈마 입자로 형성되어 있는데 우주 사방으로 분출되며 태양권계면까지 뻗어나가고 있다. 이러한 태양풍은 지구 대기의 자기장과 서로 반응하여 밴 앨런대를 만들게 되고 지구 자기력선이 지구 대기로 와서 만나는 지점에 오로라를 형성하게 되는 것이다.

 

2. 우주론이란

우주론이란 우주가 최초에 어떻게 탄생했으며, 어떤식으로 진화해 나갔는지와 같은 것에 대해서 연구하고 다루는 분야라고 할수 있다. 우주론이 주로 연구하는 것은 암흑에너지, 우주 거대구조, 우주 마이크로파 배경, 대폭발 핵합성 등이 있고 우주론의 가장 기본이 되는 이론은 현재 우리가 관측하는 우주가 대략 137억년전에 어떠한 시공간의 한 점에서 부터 출발하여 오늘날까지 계속해서 팽창해 왔다는 빅뱅이론 즉 대폭팔 이론이다. 이러한 빅뱅이론은 1965년도에 우주 마이크로파 배경이 발견됨으로 인해 사실로 받아들여지게 되었다. 우리의 우주는 계속해서 팽창하고 있는데 이러한 팽창이 계속 되는 동안에 중요한 여러 단계를 거치게 된다. 이러한 빅뱅 초기에는 우주가 급속팽창하는 것으로 여겨지는 아주 빠른 팽창이 있었다고 여겨지며, 이러한 급속팽창으로 인해서 우리가 관측하는 우주가 균일하게 널리 분포되어 있을 것이라고 추측하고 있다. 우주가 빅뱅이후에 팽창하면서 식어감에 따라 중성원자들도 만들어지게 되었고, 이러한 중성원자들에 의해 빛은 이온화된 전자들에 전혀 방해를 받지 않은 상태에서 아주 먼 우주로 까지 전파가 가능하게 되는 것이다. 이때에 발생된 빛이 곧 우주 마이크로파 배경으로 관측되어 진다. 우주에 떠다니는 먼지나 작은 입자들이 서로 모여서 최초로 별들이 만들어지기 시작하였다. 이러한 별들이 밀도가 높은 곳에서 서로 뭉치고 아주 거대한 가스 덩어리 또한 생성해 내어 별들이 만들어지게 되었다. 이러한 별들은 태양처럼 내부에서 스스로 핵융합을 함으로 인해 무거운 원소들을 생성해 내었고, 이때에 발생되는 빛들이 그 별들 주위의 가스를 이온화 시켜서 재전리라는 과정을 거치게 되었다. 그리고 이렇게 탄생된 수많은 별들이 다시 서로의 중력에 의해 모여지면서 은하를 형성하게 되었고, 이러한 은하들이 다시 중력에 의해서 은하군이나 은하단 같은 더 큰 것들을 형성하게 되었다. 그리고 흔히 얘기되어 지는 암흑물질이나 암흑에너지는 이런 우주가 만들어지고 별들이 탄생하는 아주 기본적인 구성성분이 되었다고 추측하고 있으며, 이러한 두개의 성분을 합하여 우리 우주 전체에서 무려 96%를 차지한다고 여겨지고 있다. 하지만 예전에 비해 엄청난 과학기술의 발전을 이룬 현재까지도 이러한 암흑물질과 암흑에너지의 정체를 밝혀내지 못하고 있으며, 천문학에서 최대 난제중의 하나가 되었다.

 

3. 아마추어 천문학이란

아마추어 천문학이란 말그대로 천문학을 전공하거나 업으로 삼지 않는 일반인 아마추어들 즉 비전문가들이 의외로 천문학에 기여를 많이 하게 되었다. 서계 곳곳의 아마추어 천문가들은 여러 다양한 천체와 우주 현상들에 대해서 관측하는데 그들의 일반적인 주 관측 대상으로는 별, 혜성, 달, 행성, 유성 등이 있다. 그리고 이들은 전문적으로 우주 사진을 찍기도 하는데 이러한 예술적으로 아름다운 사진들을 천문사진이라고 부르기도 한다. 이런 아마추어 천문가들에 의해서 천문학 연구에 꾸준히 기여를 한 부분을 무시할수가 없다. 그들은 실제로 비전문가인 그들이 상당히 기여를 할수 있는 분야이기도 하기 때문이다. 그리고 이러한 아마추어 천문가들은 혜성을 최초로 발견하기도 하고 전문 천문학자들이나 할만한 변광성을 추적해 꾸준하게 관측하고 연구하기도 한다. 현대에 들어와서 전자기기와 컴퓨터가 발전하고 관측기기들의 수준이 아주 높아져서 그에 힘입어 아마추어 천문학자들도 이러한 천문 사진 분야에서도 큰 기여를 많이 하고 있는 실정이다.