태양은 지금으로부터 약 46억 년 전에 만들어졌다고 하며 우리 인류는 태양계에서 세 번째 위치한 지구에 살고 있습니다. 이 글에서는 태양 탄생과 태양계의 구성 그리고 그동안 있었던 태양계 형성에 대한 다양한 이론들을 알아보겠습니다.
태양 탄생과정
우주는 수많은 은하로 이뤄져 있습니다. 은하 속에는 우주먼지와 가스들이 있는데 이것들이 모여 가스 성운을 만들고 별들은 바로 이 성운에서 태어난다고 합니다. 태양도 별이기 때문에 이와 마찬가지로 거대한 가스와 먼지로 이루어진 성운에서 형성되었습니다. 태양은 우리 태양계 중심에 위치한 별인데 태양의 탄생은 약 46억 년 전에 시작되었다고 과학자들은 추측하고 있습니다. 그리고 별의 진화이론을 다루는 사람들은 태양이 별이 되기까지 약 5천만 년이 걸렸다고 설명하고 있습니다. 또한 이렇게 별로 존재할 수 있는 태양의 수명은 약 백억년이라고 합니다. 46억 년 전에 시작되었으니 이제 54억 년 남았다고 보면 됩니다. 우리들은 태양은 단순히 밝게 빛나는 별로 생각하는데 이것은 태양 내부에서 핵융합 반응이 계속해서 일어나면서 열과 에너지를 발생시켜 빛나보이는 것입니다. 즉 빛나는 것만큼 뜨겁다는 것입니다. 태양 중심부 온도는 1천5백만 도 씨이고 압력은 100억 기압이라고 하니 상상하기도 어렵습니다. 간단히 말하면 태양과 별은 거대한 원자로면서 수소 폭탄처럼 스스로 빛과 열을 내뿜는데 앞으로 50억 년 이상은 유지할 수 있다고 합니다.
태양계의 구성
태양을 중심으로 한 태양계는 여러 행성과 위성, 소행성 그리고 혜성 등으로 구성되어 있습니다. 우리나라 어린이들은 어렸을 때부터 학교에서 '수금지화목토천해'라는 태양계 행성이름을 노래로 외우기도 했었습니다. 태양계 행성들의 개수를 숫자로 표현해 보면 행성이 8개, 위성이 50개, 소행성은 수만 개가 있다고 합니다. 태양을 제외한 가장 큰 행성은 목성으로 수소와 헬륨으로 구성되어 있어 질량이 가장 크고 가장 많은 위성을 가지고 있습니다. 그다음으로 크기가 큰 행성인 토성은 행성 중에 밀도가 가장 낮고 아름다운 고리를 가지고 있습니다. 토성의 위성은 무려 62개나 된다고 합니다. 우리가 살고 있는 지구는 태양계의 세 번째 행성으로 생명이 존재하는 유일한 행성으로 알려져 있습니다. 화성은 태양계 중에 두 번째로 작은데 중력은 지구의 38% 정도이며 화성에 있는 올림푸스산은 지구의 최고봉인 에베레스트 보다 세배는 높다고 합니다. 금성은 아주 뜨거운 행성으로 표면은 47도나 되는데 이것은 대기가 덮고 있는 온실효과 때문이라고 합니다. 수성은 가장 작고 가벼운 행성인데 수성의 하루는 59일이 걸리고 1년은 88일이라고 합니다. 때문에 기온이 급격히 변하는 게 특징이고 수성에는 대기도 없고 위성도 없다고 합니다. 이외에도 천황성, 해왕성, 처음에는 태양계내 행성으로 분류되다가 현재는 왜행성으로 빠진 명왕성 등 다양한 행성과 소행성들이 태양 주변에 위치하고 있습니다. 태양계의 총 질량 중 약 99.85%는 태양이 차지하고 있으며 행성들은 0.135%밖에 되지 않는다고 합니다. 태양의 크기와 무게가 얼마큼 큰지 알 수 있는 지표입니다.
여러 가지 태양계 형성 이론
지금까지 많은 학자와 연구자들에 의해 태양계의 형성에 대한 여러 가지 이론들이 제시되고 있습니다. 가장 널리 알려진 이론은 '성운설'입니다. 성운설은 19세기말 프랑스 학자인 라플라스에 의해 제안되었는데 이 이론에 따르면 태양계는 거대한 가스와 먼지로 이루어진 성운에서 형성되었다는 것입니다. 다른 이론으로는 '충돌 이론'이 있습니다. 이 이론에 따르면, 다른 별과의 충돌이나 태양계 내부의 소행성들 간의 충돌로 인해 태양계가 형성되었다고 합니다. 이외에 '조석설'이란 것도 있는데 이는 태양 근처 태양과 비슷한 질량의 항성이 존재하는데 두 별 사이에 발생한 인력으로 태양일부가 떨어져 나와서 태양계를 구성하게 됐다는 이론입니다. 다른 이론으로는 '현대 성운설'인 미행성 응집설이 있는데 이것을 요약하면 성운을 이루는 물질들이 회전, 수축하여 태양과 원반을 형성하고 이후 원반을 이루는 물질들이 뭉쳐 행성이 형성되었다는 것입니다. 현재 이 이론을 최근 주류 천문학계가 정설로 받아들이고 있는데 좀 더 자세히 설명해 보자면 46억 년 전에 태양계 부근에서 초신성의 폭발이 있었고 그 충격파가 휩쓸고 간 자리에 가스와 먼지들의 잔해들이 서로 중력으로 뭉쳐지면서 빠른 속도로 자전하기 시작했고 그 후 볼록렌즈처럼 형태가 나타나는데 이것이 바로 원시 태양계 성운이라고 합니다. 그리고 약 50만 년이 지나 이 성운은 주변물질을 끊임없이 흡수하고 응축되며 중간 부분에 뭉쳐진 물질들은 강한 압력으로 온도가 올라가 핵융합을 시작하는데 이것이 바로 태양이라는 것입니다. 이처럼 태양계의 형성에 대한 다양한 이론과 추측이 존재합니다만 아무도 진실을 확인해 줄 수는 없을 것입니다. 다만 진실에 가까운 추론을 해내는 방법은 우리가 과학을 발전시켜 가면서 우주를 탐구하는 이유이기도 합니다.