The Once and Future Sun (과거와 미래의 태양) - 중간부분 일부내용

태양의 일생은 가스구름 -> 수소연소 -> 첫번째 적색거성 -> 핼륨연소 -> 두번째 적색거성 -> 불안정한 떨림기간 -> 행성상 성운 -> 백색왜성 의 단계를 거치게 될 것으로 보입니다.

이 중에 요즘 제가 관심 있는 부분은 태양이 탄생 해서, 태양의 핵에 존재하는 수소가 고갈되기 까지의 약 110억년 정도의 기간 입니다. 마침 참고가 될 만한 자료를 찾아서 중간 부분을 옮겨 보았습니다.

원문: The Once & Future Sun 아래는 저작권에 관한 원문의 내용입니다.
Copyright 1997, Richard W. Pogge., All Rights Reserved. This is the hypertext version of a public lecture given on 1997 June 12 at the Perkins Observatory in Delaware, Ohio, as part of the 1997 New Vistas in Astronomy lecture series.

과거와 미래의 태양

A Star is Born (별의 탄생)

45억년전 수소점화 시작.

중앙핵에는 거의 110억년간 지속적으로 핵융합을 할 수 있는 충분한 양의 수소가 존재함.

어린태양은 현재와는 약간 다른 아래와 같은 특징을 가짐:

• 약간 작다 : 0.90 R_sun
• 약간 희미하다 : 0.70 L_sun
• 약간 차갑다 : 5586 K

위의 몇가지 자료에는 논란의 여지가 남아있긴 하다.

The Sun Today (현재의 태양)

현재의 태양은 중년의 별이며, 아래와 같은 특징을 가짐:

나이:	45억 5천만년
부피:	1 Msun = 1.99x1033 g
반지름:	1 Rsun = 700,000 km
광도:	1 Lsun = 3.83x1026 와트
온도:	5779 K
연료:	50%의 수소를 소모하였음

태양은 지금도 변화하고 있기 때문에, 현재의 태양은 위의 값보다 커진 값을 가지고 있을 것 이다.

"Quiet Adulthood" (조용한 어른)

태양은 현재도 핵에 존재하는 수소를 사용하면서 조용히, 점진적으로 변하고 있음:

• 약간씩 커진다.
  
• 약간씩 밝아진다.
  
• 온도가 약간씩 뜨거워지다가 약간씩 차가워진다.

전체적인 변화는 아주 작지만, 작은 행성의 입장에서 보면 효과가 클 수도 있다.

Mid-Life Crisis for the Earth (지구의 위기)

태양의 나이가 56억년 (현재의 11억년 이후) 일때:

• 태양은 현재보다 10% 밝아진다.
  
• 여분의 태양에너지는 온실효과(Moist Greenhouse Effect)를 일으킨다.
  

지구의 대기는 마르고, 수증기는 우주로 증발한다. 이같은 상황은 지구의 많은 생명들을 앗아갈 것이다. 몇가지 수중생물 종류와 단순생물들이 해양이나 얼마 남지 않은 수중환경에서 살아남을 것 이다.

Venus on Earth (금성과 같은 지구)

태양의 나이가 80억년 (현재의 35억년 이후) 일때:

• 태양은 현재보다 40% 밝아진다.
• 여분의 태양에너지는 온실효과(Runaway Greenhouse Effect)를 야기한다.
  

바다는 우주밖으로 증발해 버리고, 지구는 현재의 금성과 미슷하게 변한다. 이러한 상황은 지구상의 모든 생명의 종말을 의미한다.

Core Hydrogen Exhaustion (T=10.9 Gyr) (109억년후 수소 고갈)

태양의 나이가 109억년 일때:

• 태양의 핵에는 더이상 수소가 없다.
  
• 지난 110억년간 중앙핵에 착착 쌓여온 핼륨들이 불안정해지면서 자신의 무게에 의하여 붕괴된다. 이것은 핵을 가열하고 농축시킨다.
• 마지막 남아 있던 수소융합 부분이 핼륨핵으로 둘러쌓여 들어간다.

태양에 이러한 현상이 일어날때:

• 약간 커진다 : 1.58 R_sun
• 약간 밝아진다 : 2.21 L_sun

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태양이 지금보다 5% 더 뜨거워지면 모든 식물들이 죽어 버리고, 지금보다 10% 더 뜨거워지면 모든 동물들이 죽어 버립니다. 15% 더 뜨거워지면 강과 바다는 모두 증기로 변해 버릴 것 입니다.

인류는 아마 지금으로부터 10억년 안에 지구를 떠나야 할 것 입니다. 그리고 70억년 후의 우주에는 지구라는 행성 자체가 존재하지 않을 가능성이 매우 크다고 합니다.