태양은 왜 꺼지않고 계속 빛날까

해는 어떻게 그렇게 밝게 오랫동안 꺼지지 않고 오래 오래 빛나고 있을까. 조금은 바보스럽게 느껴지기도 하는 이 질문에 대한 답은 사실 그리 쉬운 것이 아니다.

이 질문에 대한 정답은 금세기에 들어서야 밝혀지게 되었다. 해와 같은 별들이 빛나는 까닭은 중심에서 진행되고 있는 원자핵 반응의 하나인 핵융합 반응 때문이다. 핵융합 반응이란 글자 그대로 크기가 작은 원자핵들이 합쳐져 더 큰 원자핵을 만들면서 에너지를 내는 과정을 말한다. 핵융합 반응 중 가장 간단하고 최저 온도에서 일어날 수 있는 것이 수소 원자핵

(양성자)들이 헬륨 원자핵을 이루는 과정이다. 이것은 현재 인간이 제조할 수 있는 수소폭탄의 원리와 완전히 같은 것이다.

하지만 여기서 말하는 최저 온도라는 것은 약 1천만도씨를 의미한다.

따라서 핵융합은 지구상의 물속에 무진장으로 들어 있는 수소를 연료로 사용할 수 있음에도

불구하고 아직 실용화되어 있지 못하다. 보통 온도에서도 에너지를 내는 핵반응으로는 핵분열이 있다. 핵분열의 영어표기 fission'은 핵융합을 의미하는 fusion' 과 비슷하여 많은 혼돈을 가져오고 있으니 주의하기 바란다. 핵분열은 재래식 원자폭탄에 이용되는 자연현상으로, 구하기 힘든 우라늄이나 플루토늄 같은 방사성 원소들이 보다 작은 원자핵으로 나뉘면서 에너지를 내는 과정이다. 핵분열은 현재 널리 실용화되어 핵발전소 같은 곳에서 이용되고 있다. 태양계는 지금으로부터 약 50억 년 전 대부분 수소로 구성된 성간물질이 중력수축을 하여 태어났다. 성간구름이 중심 방향으로 수축을 함에 따라 내부의 온도가 서서히 상승하였고 마침내 중심 온도가 1 천만도씨에 이르렀을 때 핵융합 반응이 점화되어 해가 빛나기 시작했던 것이다. 중심에서 해가 태어나는 동안 원반 모양의 원시 태양계 내부에서는 행성이 형성되고 있었다.

 

 

 

해로부터 가까운 지역은 온도가 높기 때문에 물, 메탄,암모니아 등과 같은 물질들이 쉽게 증발하여 밖으로 밀려날 수밖에 없어 철, 규산염 등과 같은 물질만 남게 되었다. 이것으로 형성된 수많은 미행성체들이 끊임없이 충돌하고 모여 지구형 행성들을 만들었다. 지구형 행성 표면의 수많은 구덩이들이 바로 그 흔적인 것이다.

원시태양계의 내부에서 이렇게 격렬한 과정을 통하여 지구형 행성들이 만들어지고 있을 때 해로부터 먼, 온도가 낮은 지역에서는 수소나 헬륨과 같은 비교적 가벼운 기체가 서서히 응축한 결과 거대한 목성형 행성들이 태어나게 되었다.

행성을 이루는 데 참여하지 못한 원시 미행성체들이 오늘날 소행성이라고 불리는 작은 천체들이다. 이들은 태양계 탄생이후 아직까지도 방랑을 계속하고 있다. 화성 과 목성 사이의 행성이 폭발하여 소행성이 태어났다고 주장된 적도 있었으나 소행성들의 총질량이 지구의 1천분의1 정도밖에 되지 않아 설득력을 잃게 되었다.

소행성의 대부분은 화성과 목성 사이에 존재하지만 길쭉한 타원 궤도를 그리며 해를 공전하여 지구 공전궤도 안쪽으로 들어오기도 한다 최근에는 명왕성 바깥 지역에서도 소행성이 발견되고 있다.운석은 성분이 소행성과 거의 같은 것으로 보아 아주 작은 소행성으로 간주해도 문제가 없다. 혜성도 원시 태양계 형성 때 가장 밖으로 멀리 밀려난 물질들이 핵이 되어 만들어졌다. 따라서 소행성 운석, 혜성 등은 태양계 탄생의 비밀을 간직하고 있다고 믿어진다.