철저도해: 살아 있는 태양

편집부

서문
태양의 모습
태양 상층의 구조
태양 내부의 구조
태양의 크기

Part 1 태양의 활동과 지구
약해지는 태양 활동
지구에 이르는 태양광
태양의 에너지원
태양이 방출하는 빛
지상의 흑점 관측
흑점이 사라진 시대
흑점의 정체
흑점 증감의 메커니즘
태양 활동의 주기
지구에 이르는 태양광의 변화
플레어
코로나 질량 방출(CME)
자기 폭풍
은하 우주선(宇宙線)
태양 관측 위성

Part 2 살아 있는 태양의 모습
격렬하게 활동하는 극대기의 태양
우주와 지구에서 그 활동을 포착했다

격렬하게 변하는 태양 / 극대기의 태양 / 극대기의 흑점 / 극대기의 코로나 루프와 플레어 / 코로나 질량 방출(CME)과 충격파 / 미세한 코로나 루프 / 적도를 넘는 코로나 루프 / 극대기에 빛나는 코로나 루프 / 거대한 프로미넌스 1 / 거대한 프로미넌스 2 / 지상에서 본 흑점 / 코로나의 메커니즘

최신 관측 위성이 포착한 태양
‘히노데’ ‘STEREO’ ‘SDO’가 태양의 수수께끼에 도전한다

‘히노데’의 구조 / ‘히노데’의 관측 장치 / 코로나 루프 / 흑점 / 흑점 부근의 제트 / 플레어 / 광구와 채층 / 스피큘 / 새로운 발견

Part 3 태양과 항성의 일생
항성의 HR도
태양의 표준 모델
태양의 에너지원
대질량별의 모델
항성의 일생
항성의 탄생 장소
항성의 탄생
항성의 연령
항성의 성장
항성의 거대화
행성상 성운
백색 왜성
초신성 폭발
중성자별
블랙홀

Part 4 별과 성운의 탄생과 죽음
별의 일생과 물질의 사이클
폭발적으로 탄생하는 별
스타버스트 링
갓 태어난 별의 제트
별의 탄생과 죽음
암흑 성운
탄생하는 어리고 무거운 별
원시별
갈색 왜성
적색 초거성
행성상 성운과 백색 왜성
행성상 성운
불규칙한 모양의 행성상 성운
초신성 폭발
게성운의 펄서

태양과 항성의 참모습을 본다

하루도 빼놓지 않고 보는 태양이지만 태양의 활동이 수시로 변한다는 사실을 느끼기는 어렵다. 그러나 태양은 잠시도 쉬지 않고 맹렬히 활동하고 있다. 말 그대로 ‘살아 있는’ 것이다. 더구나 태양의 활동은 활발해졌다가 약해지기를 약 11년의 주기로 반복하고 있다.
먼저 태양 내부에서는 끊임없이 핵융합 반응이 일어난다. 그리고 그 결과로 발생하는 막대한 양의 열과 빛이 우주로 방출된다. 그중 지구로 오는 것은 불과 22억분 1인데, 그것만으로도 지구상의 모든 생물의 삶을 좌지우지한다.
그러면 태양은 지구와 생명에게 언제나 혜택만을 베풀어 줄까? 그렇지는 않다. 하나의 예로, 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상은 지구의 자기권을 어지럽히면서 자기 폭풍을 일으킨다. 그 결과로 지구에서는 통신 장애, 정전, 방사선 피폭 증가, 자동차 내비게이션의 교란 등과 같은 혼란이 일어나기도 한다. 아울러 태양의 활동이 지구 고층 대기의 온도와 지상의 기후에 어떤 영향을 주는지도 활발하게 연구되고 있다.

이 책 <살아 있는 태양>에서는 태양의 활동과 그것이 지구에 미치는 영향, 그리고 태양과 같은 항성의 일생을 태양 관측 위성과 우주 망원경의 관측 결과를 중심으로 상세하게 설명한다.
Part 1에서는 태양의 활동과 지구의 관련성에 대해 알아본다. 태양에 대한 기본적인 정보 및 흑점, 플레어, 코로나 방출 같은 태양의 다이내믹한 활동과 의미, 그것이 지구에 미치는 영향을 알아본다.
Part 2에서는 격렬하게 활동하는 태양의 모습을 중점적으로 소개한다. 다양한 특성을 가진 태양 관측 위성들의 영상을 중심으로, 11년 주기 중 활동 극대기에 들어간 태양의 생생한 모습 등을 확인할 수 있다.
Part 3은 태양과 항성의 일생을 다룬 장이다. 태양과 같은 항성은 어디에서 어떻게 태어나며, 어떻게 일생을 마치는지를 정밀한 일러스트레이션과 전문가의 친절한 설명으로 이해할 수 있다.
Part 4에서는 별과 성운의 일생에서 다양한 단계를 지나고 있는 각 천체들을 소개한다. 별이 태어나는 암흑 성운, 별의 최후의 모습 중 하나인 행성상 성운, 그리고 초신성 폭발과 펄서 등 별이 태어나서 사라질 때까지의 현장을 생생한 사진으로 설명한다.
태양처럼 지구에 큰 영향을 미치는 천체는 달리 없다. 최신 관측 결과에 근거한 태양의 참모습을 이 책을 통해 확인할 수 있을 것이다.

● 태양의 활동과 지구의 환경은 어떤 관계에 있는가?
태양은 가시광선, X선, 자외선, 적외선 등 여러 가지 전자기파를 방출한다. 가시광선으로는 태양의 활동 모습을 관측하기 어렵지만 다른 전자기파를 이용하면 폭발적으로 활동하는 태양의 모습을 볼 수 있다. 태양의 흑점과, 홍염, 플레어, 코로나 등의 활동과 함께 자기 폭풍, 은하 우주선 등이 지구에 어떤 영향을 미치는지, 또 그 메커니즘은 어떻게 되는지를 확인할 수 있다.

● 관측 위성이 촬영한 태양의 작열하는 맨얼굴
태양의 활동은 그 정도가 약한 극소기와 활발한 극대기를 약 11년의 간격으로 반복한다. 특히 극대기에는 태양의 자기력이 강해지고 흑점의 수가 늘어나면서 플레어와 홍염 등이 많이 나타난다. 우주 공간에서 활약하는 태양 관측 위성은 다양한 파장의 전자기파를 이용해 광구에서 코로나에 이르는 미세한 구조를 상세하게 관측할 수 있다. 이들 영상을 중심으로 극소기에서 극대기의 태양의 모습을 살펴본다.

● 항성의 탄생과 성장, 최후의 폭발에 이르는 메커니즘
태양은 지구에 절대적인 영향을 미치는 존재이지만, 우주 전체로 보면 수없이 많은 항성 중의 하나이다. 태양과 같은 항성은 처음 태어나서 활발한 활동을 하고 만년에는 사그라지거나 거대한 폭발을 일으키는 최후를 맞이한다. 항성의 종류, 항성이 만들어지는 에너지원, 그리고 백색 왜성·행성상 성운·중성자별·초신성 폭발·블랙홀 등 질량에 따라 달라지는 항성의 일생과 최후를 정밀한 그림과 사진으로 설명한다.

● 우주 망원경으로 촬영한 별과 성운의 탄생과 죽음
항성의 일생은 수백만 년에서 1000억 년 정도에 이른다. 100년이 채 안 되는 인간의 일생 중에는 그 변화를 짐작조차 할 수 없다. 하지만 우주에는 다양한 연령대의 항성이 동시에 존재하기 때문에, 여러 항성을 관측하면 나이에 따라 달라지는 항성의 일생을 볼 수 있다. 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경 등 우주 공간에서 천체를 관측하는 망원경을 통해 항성과 성운의 삶과 죽음의 모습을 살펴본다.

● ‘비주얼’ 과학 도서의 새로운 기준 - 뉴턴 하이라이트 시리즈
과학 잡지 은 뛰어난 일러스트레이션과 진귀한 사진을 중심으로 과학의 주요 화제를 빠짐없이 독자에 전달하고 있다. 의 다양한 기사 중에서도 독자에게 특히 호평 받은 기사만을 테마별로 재구성해 발행하는 단행본이 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’이다. 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학, 우주과학, 수학, 과학기술로 분류된 60여 권의 자매편이 절찬리에 판매되고 있다.

협력
다무라 모토히데 田村元秀 / 일본 국립천문대 광적외연구부 부교수, 이학박사
미야마 쇼켄 觀山正見 / 일본 국립천문대 대장, 이학 박사
미야하라 히로코 / 일본 도쿄 대학 우주선연구소 특임 조교, 이학 박사
사쿠라이 다카시 櫻井 隆 / 일본 국립천문대 태양천체플라스마연구부 교수, 이학박사
시미즈 도시후미 淸水敏文 / 일본 우주항공연구개발기구 우주과학연구소 부교수, 이학 박사
쓰네다 사쿠 常田佐久 / 일본 국립천문대 태양천체플라스마연구부 교수, 이학박사
오사키 요지 尾崎洋二 / 일본 도쿄 대학 명예 교수, 이학 박사
와타나베 준이치 渡部潤一 / 일본 국립천문대 부대장, 이학 박사
요덴 시게오 余田成男 / 일본 교토 대학 대학원 이학연구과 교수, 이학 박사
이즈미우라 히데유키 泉浦秀行 / 일본 국립천문대 오카야마 천체물리관측연구소 소장, 이학박사
하세가와 데쓰오 長谷川哲夫 / 일본 국립천문대 전파천문학연구계 교수, 이학박사