태양계 [solar system, 太陽系]

붕괴와 수축으로 형성된 우리 동네 태양계

옛 사람들은 밤하늘의 천체를 보고 처음에는 고정되어 있다고 생각하였다. 그 후 조금씩 문명이 발달하고 사물을 판단하는 사고가 발달함에 따라 몇몇 밝은 별들이 조금씩 이동하는 것을 이해했다. 이때 본 것이 바로 행성인 것이다. 5개의 행성들이 일찍 사람들의 눈에 띄었다. 사람들이 하늘을 보는 시각이 차츰 밝아지고 천문학에 대한 식견이 넓어진 고대 그리스 시대에는 지구를 중심으로 모든 천체가 돌고 있다는 지구중심설, 즉 천동설(天動說)이 대두되었다. 16세기에 코페르니쿠스의 태양중심설, 즉 지동설(地動說)이 제기될 때까지 천동설은 전 지구를 지배하고 있었다.

태양계의 기원에 대해서 지금까지 많은 설(說)이 주장되었는데 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 첫째는 태양의 탄생과 진화 과정에서 태양계가 함께 형성되었다는 성운설(星雲說), 전자설(電磁說), 난류설(暖流說) 등이고, 둘째는 태양과 다른 천체가 우연히 만나거나, 혹은 충돌과 같은 우연적인 사건이 일어나 생겼다는 소행성설(小行星說), 조석설(潮汐說), 쌍성설(雙星說) 등이다. 그 외에 슈미트설(Otto Schmidt, 1944), 휘플설(Fred Whipple, 1947~2004), 호일설(Fred Hoyle, 1955) 등이 제안되었다.

성운설은 1755년 독일의 철학자 칸트(Immanuel Kant, 1724~1804)가 주장한 이후 1796년 프랑스의 라플라스(Pierre Simon de Laplace, 1749~1827)가 다시 수정한 이론이다. 이 이론에 따르면 태양계는 천천히 자전하는 고온의 가스 덩어리에서 시작했다고 한다. 1942~1946년 스웨덴의 알벤(Hannes Alfven, 1908~1995)은 태양의 자기장을 근거로 전자설을 발표했는데, 과거 태양 주위는 비어 있었으나 고체 미립자로 된 소규모 우주 구름이 나타났다가 태양의 자기장과 중력에 의해 그 일부가 붙잡혀 각 행성들이 생성되었다는 설이다.

난류설은 1944년 독일의 바이츠제커(Carl Friedrich von Weizsacker, 1912 출생)가 발표한 것으로, 초창기 태양은 수소와 헬륨 등이 주성분인 가스 원반에 둘러싸여 있었다는 것이다. 이 가스 원반은 내부에 난류가 있어서 자전이 모두 똑같지 않았다고 한다. 이 때문에 군데군데 소용돌이가 생기고 소용돌이와 소용돌이 사이에 물질이 모여 작은 덩어리를 만들었고, 이것들이 합쳐져서 행성이 되었다는 설이다.

 

태양계의 행성들(NASA)

 

 

[출처] 태양계 | 두산백과

 

대체로 태양계는 약 46억 년 전(태양의 나이 50억)에 시작되었다고 추정하고 있다. 이러한 태양계 형성에 관한 여러 가지 학설 중 가장 대표적인 것이 성운설이다. 성운설에 따르면 우리 은하의 나선 팔에서 먼지와 가스로 이루어진 구름이 중력 붕괴를 일으키고 수축을 계속했는데, 그 수축이 진행되면서 회전 속도가 빨라져 구름들이 원반 형태를 갖추게 된 것이라고 한다. 수축이 어떤 상태에 도달하면 중심부의 온도와 밀도가 높아져서 핵융합 반응을 일으키게 된다. 이때 수축된 질량의 대부분이 모여 태양을 형성하였고 8개의 행성을 비롯한 여러 천체들이 만들어졌다는 것이다.

8개의 행성 끄트머리에 있는 명왕성까지의 평균 거리는 60억㎞나 되고 그 바깥에 카이퍼벨트와 오르트 구름이 더 있다. 그러므로 태양계는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 규모가 크다. 앞으로 수억 년이 지나면 태양은 자신의 자식들과 손자들을 붙잡아 둘 수 있는 힘을 점차 잃게 될 것이라고 한다. 그때쯤이면 태양계에는 오직 태양만 홀로 남을 것이라고 한다. 그리고 태양도 나중에는 쓸쓸히 사라질 것이다.

우리가 살고 있는 태양계는 은하계의 중심으로부터 약 2만 5000~2만 8000광년 떨어진 변두리에 위치하고 있다. 우리 은하에 대한 태양계의 공전 주기는 약 2억 2600만 년이며, 공전 속도는 217㎞/s라고 한다. 태양계는 현재 우리 은하의 오리온 나선팔의 안쪽 가장자리에 속하며, 국부 성간 구름을 통과 중이라고 한다. 심장부에 있지 않고 변두리에 있는 것이 오히려 잘된 일이다. 왜냐하면 우리 은하의 중심핵 부근은 굉장히 소란스럽기 때문이다. 여기서는 수많은 별들이 빠른 속도로 만들어지기도 하고 생명을 끝내는 초신성 폭발도 자주 일어난다. 이때 방출되는 엄청난 에너지(감마선)는 주변의 모든 행성들에게 영향을 끼친다. 또한 은하의 중심부에는 태양 질량의 260만 배에 이르는 블랙홀도 있다고 한다. 그러므로 우리 태양계가 있는 지금 이 자리가 우리 지구인이 살아가기에 아주 적합한 조용한 시골 동네인 셈이다.