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천문학

한 항성으로서의 태양 : 다른 항성들에 비해 너무도 평온한 별

한 항성으로서의 태양 

: 다른 항성들에 비해 너무도 평온한 별 

(Sun as a Star: How Does It Compare?)


     흔하고 평범한 하나의 별로서 우리의 태양(sun)을 표현하던 것이 그리 오래 전 일이 아니다. 최근 태양이 일원으로 속해있는 G2형 왜성 주계열(Type G2 Dwarf Main-Sequence)의 별들은 모든 별들의 단지 5% 정도인 것으로 믿어지고 있다. 이제 Astrophysical Journal (2007. 3. 10)에서의 한 중요한 논문에 의하면, 태양은 그 부류 안에서도 비정상적으로 평온하고 일정한(unusually quiet and steady) 특별한 별임이 밝혀졌다.   

화이트(O. R. White) 등은 아리조나 킷피크(Kitt Peak)에 있는 맥마스 태양관측소(McMath Solar Observatory)에서 32년 동안 태양을 관측하며 연구한 결과를 발표했다.[1] 32년이라는 기간은 1세기의 1/3에 해당하는 기간이며, 기록된 역사의 0.5% 정도에 해당하는 기간으로, 그러한 긴 기간동안 지속적인 관측을 실시하여 얻은 데이터는 극히 드물다. 이제 그 긴 기간동안의 실험을 마무리하면서, 그들은 그들이 발견했던 것들을 발표하였다. 그 논문의 대부분은 독특한 스펙트럼선(spectral lines)을 상세히 기록하고, 어떻게 그들이 11년 태양주기를 가지고 변화하는 지를 기술하고 있었다. 예를 들면, 이중 전리된 칼슘 선(doubly-ionized calcium lines)은 분명한 진동(oscillations)을 보여준다. 태양의 광구(photosphere, 가시적 표면) 안에 깊은 곳으로부터 나오는 일부 스펙트럼선은 거의 아무런 변화를 보여주지 않는다. 태양의 깊은 부분은 자기 교란(magnetic disturbances)의 주기적 상승과 하락으로 인한 가열로부터 영향을 받지 않는다고 그들은 결론짓고 있다. 이것은 태양 에너지의 산출(output)이 현저하게 안정적(remarkably stable)이라는 것을 의미한다.

우리의 태양과 다른 별들이 어떻게 다른지가 간단히 논의되었다. 그들은 말한다. '우리 결과의 일부는... 항성 천문학자들에게 흥미로울 것이다.”

태양의 원반 중심에서의 평균 H + K 지표 값을 다른 태양형 별들, 특히 마운더 극소기( Maunder-minimum, 1645-1715년에 태양의 상대 흑점수가 비정상적으로 적어진 시기) 후보들로 간주될 수 있는 별들의 값과 비교하는 것은 항성 관계에서 매우 흥미롭다.[2] 우리의 평균 원반중심 값(center disk value)은 특별히 고요한 별들에서 기대되는 값, 또는 심지어 마운더 극소기 동안 발생했었던 것처럼, 장기간 동안 비교적 감소된 활동을 보이던 태양에서 기대되는 값을 가리킬 수 있다.      

천체물리학자인 기암파파(M. S. Giampapa)는 비교되어진 별들의 종합적 결과들을 평가하였다. 태양에너지 산출의 변동 양은 '심지어 가장 조용한 태양형 별에서의 계절적 평균치(여러 계절을 관측하여 측정)보다도 10% 정도 적었다.”라고 그는 쓰고 있다. '어떠한 경우에도, 우리 태양의 평균 원반중심 값은 자기장과 관련된 비방사성 가열(nonradiative heating)이 거의 없는, ‘깨끗한 광구(immaculate photospheres)’를 대표하는 것으로 나타난다.”[3]

이것은 일반적인 용어로 우리의 태양이 조용하고 만족스럽게 행동하고 있다는 것을 의미한다. 태양 흑점(sunspots)과 플레어(flares)의 원인이 되는 자기에너지(magnetic energy)의 주기는 표면을 가열함 없이 어느 정도 광구를 통하여 빠져 나온다. 이것은 ‘태양 상수(solar constant)’라는 에너지 산출을 가져오고, 이 상수가 다른 G2 항성들과 비교되었다. 그 발견을 요약하면 '항성 S (stellar S, 모든 별들에 대한 정상 스펙트럼 측정)로 전환되는, 원반 중심은 가장 고요한 태양형 별들에서 발견되는 것처럼 최소한의 활동 위치에 존재한다.”는 것이다.

이것은 연구자들에게 일생에 걸친 긴 프로젝트였다. "요약해서, 30여년 동안의 스펙트럼 관측이 물리적 태양에 관해서 우리에게 말해주고 있는 것은 무엇인가?” 태양 상수는 단기간과 장기간에 걸쳐 단지 0.06%의 변동만을 일으킨다는 것이다. "그 행동은 주기적 변조 또는 장기간에 걸친 점진적인 변화를 가리킴 없이, 기본적으로 전체 관측 기간동안에 걸쳐서 일정하였다. 근본적으로 조용한 광구는 관측오류 내에서 일정한 온도를 지속하였다는 것이 결론이다” 그들은 말했다.


[1] O. R. White, L. Wallace, W. Livingston, and M. S. Giampapa, 'Sun-as-a-Star Spectrum Variations 1974-2006,” Astrophysical Journal657:1137-1149, 2007 March 10, 2007.
[2] The Maunder Minimum was an unusual period of almost no sunspots from 1645-1715. Maunder-minimum candidate stars would be those in a similar quiescent state. Since telescopes were first trained on the sun, sunspot number has risen and fallen in a familiar 11-year cycle except for that 70-year period. (There is a 22-year period superimposed on the 11-year cycle in which the polarity of the magnetic field reverses.)
[3] Most of the sun’s heat comes from radiation.  An example of non-radiative heating would be the excitation of the sun’s photosphere from magnetic energy.  This apparently is not happening on the sun; the magnetic energy escapes between the granules.


인내력과 꿋꿋함으로 천체물리학 분야에서 가장 긴 자료수집 실험 중의 하나를 달성한 연구팀에게 축하를 보낸다. 과학에서 자료(data)를 대체하는 것은 없다. 추론(speculation)은 싸구려인 것이다. 칼 세이건(Carl Sagan)은 우주에서 우리의 이웃인 태양이 한 평범한 별에 불과하다고 그렇게 떠들어댔었다 : "우주의 잊혀진 구석에 틀어박혀 있는 한 은하의 한 평범한 별(a humdrum star)에 있는 한 중요하지 않은 행성(an insignificant planet)에 우리는 살고 있다.” 당신이 상세한 내용을 파악할 때까지 그 소리는 꽤 과학적으로 들렸었다. 그렇다. 다른 많은 태양 스타일의 별들이 있다. 그러나 이 부류 중에서 평온하고 일정한 별은 극히 드문 것으로 나타났다. 우리의 지구에 생물체가 살아갈 수 있도록 만드는 다른 수많은 요소들과 모두 결합시켜 보라. 정말로 우리는 한 특별한 행성(Privileged Planet)에 살고 있다는 것을 점점 더 느끼게 될 것이다.


*Habitability Requires the Right Kind of Star (CEH, August 19, 2017)
https://crev.info/2017/08/habitability-requires-right-kind-star/


번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.creationsafaris.com/crev200703.htm

출처 - Creation-Evolution Headlines, 2007. 3. 7.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3832

참고 : 2270|2327|32|3262|3121|5315|3832|3982|4183|4341|5106|4553|4703|4204|5187



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