황색 왜성인 태양의 크기는 얼마나 될까? (태양의 질량, 부피)

태양의 크기

태양은 우리 태양계에서 가장 질량이 큰 물체이며 거의 완벽한 구형입니다. 수천억 개의 별 중에서 태양은 중간 크기로 분류되며, 오랫동안 많은 사람들은 "은하계의 나머지 별들과 비교할 때 태양의 실제적인 크기는 얼마나 될까?"라는 궁금증을 품어왔습니다. 태양의 적도 지름과 극 지름의 차이는 10km(6.2마일)에 불과합니다. 태양의 평균 반경은 432,450마일, 즉 696,000km이며, 지름은 약 864,938마일(139만2천 km)에 달합니다. 나사는 "태양 표면을 가로질러 109개의 지구를 일렬로 배치할 수 있다"라고 설명을 보탰습니다. 태양의 둘레는 약 2,715,396마일(4,370,006km)로 알려졌습니다. 태양계에서는 가장 클 수 있지만, 사실 태양은 다른 별들에 비하면 그저 평균일 뿐입니다. 적색 거성인 베텔게우스는 태양보다 약 700배 크고, 약 1만4천 배 더 밝습니다. 나사는 "우리는 태양보다 직경이 100배 더 큰 별을 발견했다. 실제로 그 별은 엄청나다"라고 발표했습니다. 나사는 또 "우리는 태양 크기의 10분의 1에 불과한 별들도 보았다"라고 부연했습니다. 나사의 태양 과학자 C. 알렉스 영은 "태양의 속이 비어 있다면 이를 채우는 데 약 백만 개의 지구가 필요할 것"이라며, "태양은 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 클 수도 있다"라고 보고했습니다.

 

쉽지 않다

엔지니어이자 일식 연구자인 자비어 주비에는 일식과 월식의 상세한 모델을 만들어 일식 동안 달의 그림자가 떨어지는 위치를 정확하게 결정합니다. 그러나 실제 사진과 역사적 관찰 내용을 모델과 대조한 주비에는 태양의 반경을 수백 킬로미터 확대한 경우에만 정확한 일식 모양이 의미가 있다는 것을 깨달았습니다. 나사의 태양 역학 관측소(SDO)와 같은 임무 또는 태양 표면을 가로지르는 내부 행성의 측정조차도 별의 반경을 원하는 만큼 정확히 미세 조정하지 못합니다. 나사 연구원인 어니 라이트는 "이러한 이미지에 눈금자를 놓고 태양이 얼마나 큰지 알아내는 것은 생각보다 어렵다. 나사 태양 관측소는 이를 확인할 수 있는 정밀도가 충분하지 않다"라고 토로했습니다. 라이트는 "수성과 금성의 경우에도 마찬가지로 이를 기반으로 한 측정이 원하는 만큼 정확하지 않았다"라고 이야기했습니다. 다양한 방법을 사용한 여러 논문에서는 최대 1,500km까지 다른 결과가 나왔습니다. 라이트는 "다음 일식의 가장자리를 피할 계획이라면 문제가 될 수 있다"라고 지적했습니다. 일식 연구자 주비에는 "대부분의 사람들에게 그렇듯이 그것은 별로 중요하지 않다. 그것이 모든 것을 바꾸지는 않을 것"이라면서도 "그러나 일식 경로의 가장자리에 가까워질수록 더 많은 위험을 감수하게 된다"라고 덧붙였습니다.

 

태양의 질량과 부피

태양의 총부피는 1.4 x 10^27 입방미터로, 약 130만 개의 지구가 태양 안에 들어갈 수 있습니다. 태양의 질량은 1.989 x 10^30kg으로 지구 질량의 약 333,000배에 달하며, 전체 태양계 질량의 99.8%를 함유하고 있습니다. 행성 과학 교과서의 저자인 천문학자 임케 드 파터와 잭 J. 리소르는 태양계를 "태양과 일부 잔해"라고 부릅니다. 하지만 태양의 무게는 일정하지 않습니다. 태양풍은 시간이 지남에 따라 입자와 질량을 별에서 멀리 운반하고 태양은 태양풍으로 인해 매초 평균 150만 톤의 물질을 잃습니다. 한편, 별의 중심부에서는 질량이 에너지로 변환됩니다. 천문학자 필 플레이트는 "별의 발전소는 매초 4백만 톤 이상의 태양 물질을 에너지로 변환한다"라고 말했습니다. 플레이트는 결과적으로 태양이 45억 년의 수명 동안 총 1,024 톤의 물질을 손실했으며, 이는 지구 질량의 100배가 넘는다고 추정했습니다. 이는 많은 것처럼 들릴 수 있지만, 사실상 별의 전체 질량 중 약 0.05%에 불과합니다.

 

황색 왜성

태양은 G형 주계열성, G형 왜성, 더 정확하게는 황색 왜성으로 분류됩니다. 실제로 태양은 다른 G형 별과 마찬가지로 흰색이지만, 지구 대기에서는 노란색으로 보입니다. 별은 일반적으로 나이가 들수록 더 커집니다. 과학자들은 약 50억 년 후 태양이 중심에 있는 수소를 모두 소모하기 시작할 것이라고 관측했습니다. 태양은 적색 거성으로 부풀어 오르고 지구를 포함한 내부 행성의 궤도를 넘어 확장됩니다. 태양의 헬륨은 탄소로 변할 만큼 뜨거워지고, 탄소는 헬륨과 결합해 산소를 형성합니다. 이 요소들은 태양의 중심에 모이면 태양은 외층을 벗겨내 행성상 성운을 형성하고 대부분 탄소와 산소로 이루어진 죽은 핵을 남길 것입니다. 이 핵은 지구 크기 정도의 매우 밀도가 높고 뜨거운 백색 왜성입니다.

 

외톨이 별

태양은 대부분의 측면에서 전형적이지만, 대부분의 별들 중에서 유난히 눈에 띄는 한 가지 특성을 가지고 있습니다. 바로 외톨이라는 것, 대부분의 별에는 삼중 또는 심지어 사중 시스템의 일부를 포함하는 동반자가 있습니다. 그러나 연구에 따르면 태양이 항상 외톨이 별이었던 것은 아닐 수도 있습니다. 연구자들은 "모든 별은 동반성과 함께 시작했을 수도 있다"라고 보고했습니다. 태양의 동반성에 대해 과학자들은 "해왕성보다 태양으로부터 17배 더 멀리 떨어져 있어 쉽게 벗겨질 수 있는 넓은 쌍성이었을 수 있다"라는 주장을 제기했습니다. 이번 연구의 제1저자인 스미소니언 천체물리학 관측소의 나사 허블 연구원 사라 사다보이는 "동반자와 함께 많은 별이 형성된다는 생각은 이전에 제안되었지만, 문제는 얼마나 많은 별이냐는 것"이라며 운을 뗐습니다. 사다보이는 "우리의 간단한 모델에 따르면 거의 모든 별은 동반성과 함께 형성됩니다"라고 부연을 추가했습니다.