철학이야기 : 다시 쓰는 유레카
(2부. 생명 / 11장. 태양 )
108. 태양(太陽)의 형성2
입자들이 중심부에 모이면서 회전 속도가 점점 빨라진다. 그 속도에 의해 제멋대로 흩어져있던 입자들이 평편한 원반 층을 만들며 밀도가 커지면서 더욱 잘 뭉쳐진다. 이런 이유로 태양의 8개의 행성과 그를 따르는 위성 그리고 대부분의 소행성과 왜성들은 대체로 하나의 평면을 이루며 태양을 공전한다. 중심부로 수축이 되면서 크기도 상당히 줄어들어 원반의 반지름은 200AU(천문단위. 지구와 태양과의 거리 1억5천만Km가 1AU)정도이다. 원시 태양계는 마치 거대한 토성의 모습이다. 성운물질의 대부분이 모여 있는 태양의 자리인 중앙부는 압력과 밀도가 높아지면서 점점 더 뜨거워져 수소 핵융합이 시작되고 빛과 에너지가 방출된다. 마침내 새 별이 탄생하는 것이다. 이 별이 태양이다.
태양의 중심부로 뭉치지 못한 물질들은 각각의 중력 중심을 만들어 뭉치기 시작한다. 이리해서 생긴 별들이 행성과 위성들이고 제대로 뭉치거나 다른 별에 합치치 못한 수많은 소행성들과 혜성들도 수없이 많이 생겨난다.
(원시 태양과 태양계의 상상도)
태양은 지름이 약 140만Km로 지구의 109 배, 부피는 지구의 130만 배, 질량은 지구보다 약 33만 배 더 무거운 별로, 이미 수명을 다하고 신성 폭발하고 남은 별인 왜성들을 제외하면 수소 핵융합을 하고 있는 별들 중엔 비교적 작은 별에 속한다.
별은 크고 무거울수록 밝기는 더 밝은 반면에 수명은 짧아진다. 베텔게우스처럼 태양보다 약 20~30배 정도 무거운 별의 수명은 고작 일천만년이다. 그에 비해 태양의 수명은 약 123억년이다. 이렇게 긴 시간동안 일정한 빛과 에너지를 방출하는 덕분에 지구와 같은 행성에서 긴 시간 생명이 진화할 수 있는 시간을 벌어준 것이고, 마침내는 지적생명체인 인류가 태어나 태양의 역사를 설명할 수 있게 된 것이다.
(별의 질량과 별의 수명과의 관계표. 태양은 아래에서 두번째이고 약 100억년을 산다. 베텔게우스는 위에서 두번째 태양보다 약 20~30배 무거운 별로 약 1,100만년밖에 못 산다. 반면 태양과 같은 별이 수명을 다하면 백색왜성이 되는데 표의 맨 아래 처럼 1조년 이상 우주의 수명과 함께 하게 된다.)
태양은 우리 은하의 중심을 약 3만 광년 거리를 두고, 은하계 북극 방향에서 볼 때 시계 방향으로 약 2억 5천만 년에 1회 돌고 있다. 공전 속도는 초속 217Km, 총알보다 200배 빠르게 우주은하의 공간을 쏜살 같이 날아가는 것이다. 참고로 우리 은하는 약 2,000억 개의 별들과 그 가족을 이끌고 초속 550Km의 속도로 우주를 누비고 다닌다. 지구는 초속 30Km의 속도로 태양을 공전한다. 우리는 실제로 어마어마한 속도로 우주공간을 누비지만 우리의 감각은 아무것도 인식하지 못한다. 겉보기는 속임수이다.
우주의 팽창에 의하여 통상 은하와 은하의 사이는 멀어지지만 우리 은하와 바로 이웃 은하인 안드로메다은하는 상대 속도 초속 120Km로 가까워져 약 24억년 후 두 은하는 충돌하기 시작하고 약 30억년 후에는 하나의 은하로 통일될 것이다. 이 때 우리 태양은 어떻게 될까? 정답은 ‘아무 일도 일어나지 않는다’이다. 은하 내의 별과 별사이의 거리는 굉장히 멀기 때문에 은하의 별이 두 배로 늘어난다 해도 티가 나지 않는다. 우리 우주는 텅비어있다.
(우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌 예상도. 마치 큰 일이 날 것 같지만 아무일도 일어나지 않는다.)
