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항성대기

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목차

1. 개요

항성 대기는 별을 둘러싼 여러 층으로 구성되어 있으며, 각 층은 별의 에너지 방출에 중요한 역할을 한다. 주요 층으로는 광구, 채층, 천이 영역, 분자층, 코로나, 별권이 있으며, 각 층은 고유한 온도와 밀도, 그리고 특징을 가진다. 별 대기 연구는 별의 자기장, 플라스마, 그리고 이들의 상호 작용을 이해하는 데 중요한데, 특히 코로나 가열 문제는 천체물리학의 미해결 과제 중 하나이다. 별 대기 연구는 태양, 별, 우주의 플라스마 현상을 이해하고, 생명체 존재 환경을 파악하는 데 기여한다.

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항성대기

2. 별 대기의 층 구조

별 대기는 뚜렷한 특징을 가진 여러 층으로 나뉜다.


  • 광구
  • 채층
  • 천이 영역
  • 분자층(MOLsphere)
  • 코로나
  • 별권


일식 때 태양의 광구가 가려지면, 털이 많은 후광과 같은 코로나를 비롯한 대기의 다른 층들이 드러난다.[10]

2. 1. 광구

별 대기의 가장 낮고 차가운 층으로, 일반적으로 유일하게 보이는 부분이다. 별 표면에서 탈출하는 빛은 이 영역에서 비롯되어 상위 층을 통과한다. 태양의 광구는 5,770,000에서 5,780,000 범위의 온도를 갖는다.[1][2] 흑점은 광구에 있는 교란된 자기장의 차가운 영역이다.[2]

2. 2. 채층

광구 위에는 채층이 있다. 채층은 처음에는 냉각된 다음 광구의 약 10배에 달하는 온도로 가열되기 시작한다.[1] 총 일식 동안 태양의 광구는 엄폐되어 대기의 다른 층을 드러낸다.[10] 일식 때 관찰된 태양의 채층은 얇은 분홍색 호로 잠시 나타난다.[11] 식쌍성에서 동일한 현상은 거성의 채층을 보이게 할 수 있다.[12]

2. 3. 천이 영역

채층 위에는 천이 영역이 있으며, 이곳에서 온도는 단지 약 100km 거리에서 급격하게 증가한다.[3]

2. 4. 분자층 (MOLsphere)

많은 별은 광구 위에 분자층(MOLsphere)을 가지고 있으며, 채층 바로 너머 또는 심지어 그 안에 존재한다.[4] 분자층은 플라스마가 아닌 분자를 포함할 만큼 차가우며, 일산화탄소, 수증기, 일산화규소, 산화타이타늄과 같은 성분으로 구성될 수 있다.

2. 5. 코로나

별 대기의 가장 바깥 부분은 코로나로, 100000만°C 이상의 온도를 갖는 희박한 플라스마이다.[5] 주계열성에 있는 모든 별은 천이 영역과 코로나를 특징으로 하지만, 모든 진화된 별이 그런 것은 아니다. 일부 거성과 아주 적은 수의 초거성만이 코로나를 가지고 있는 것으로 보인다. 별 천체물리학에서 해결되지 않은 문제 중 하나는 코로나가 어떻게 그렇게 높은 온도로 가열될 수 있는지이다. 그 해답은 자기장에 있다고 여겨지지만, 정확한 메커니즘은 여전히 불분명하다.[6]

2. 6. 별권

별권은 항성 대기의 가장 바깥 부분으로, 태양의 경우 태양권에 해당한다.[7] 별권은 성간 공간이 태양권계면에서 시작되기 전 영역이다.[8][9] 별권은 태양계 및 그 가장 바깥 영역인 오르트 구름과 혼동해서는 안 되는데, 오르트 구름은 별권보다 훨씬 더 멀리, 즉 성간 공간으로 훨씬 더 멀리 뻗어 있다.

3. 코로나 가열 문제

주계열성에 있는 모든 별은 천이 영역과 코로나를 가지고 있지만, 진화된 별에서는 그렇지 않은 경우도 있다. 일부 거성과 아주 적은 수의 초거성만이 코로나를 가지고 있는 것으로 보인다. 별 천체물리학에서 해결되지 않은 문제 중 하나는 코로나가 어떻게 그렇게 높은 온도로 가열될 수 있는지이다. 그 해답은 자기장에 있다고 여겨지지만, 정확한 메커니즘은 여전히 불분명하다.[6]

4. 관측

총 일식 동안 태양의 광구가 엄폐되어 대기의 다른 층을 드러낸다.[10] 일식 동안 관찰된 태양의 채층은 얇은 분홍색 호로 잠시 나타나며,[11] 코로나는 털이 많은 후광으로 보인다. 식쌍성에서 동일한 현상은 거성의 채층을 보이게 할 수 있다.[12]

참조

[1] 서적 The solar transition region https://cambridge.or[...] Cambridge University Press
[2] 서적 Sun, earth, and sky Springer 2006-09
[3] 서적 The solar transition region Cambridge University Press
[4] 간행물 Infrared Spectra and Visibilities as Probes of the Outer Atmospheres of Red Supergiant Stars
[5] 간행물 The Temperature of the Low Corona During Solar Cycles 21–23 https://zenodo.org/r[...] 2004
[6] 웹사이트 The Sun's Corona – Introduction http://imagine.gsfc.[...] NASA 2010-05-21
[7] 간행물 Dust in and Around the Heliosphere and Astrospheres Springer Science and Business Media LLC
[8] 웹사이트 Sun: Facts https://science.nasa[...] 2017-11-14
[9] 웹사이트 Components of the Heliosphere https://www.nasa.gov[...] 2013-01-25
[10] 웹사이트 "Beyond the Blue Horizon" – A Total Solar Eclipse Chase https://www.scienced[...] 1999-08-05
[11] 서적 Physics and chemistry of the solar system Elsevier Academic Press 2004-02-23
[12] 서적 Only Binary Stars Can Help Us Actually SEE a Stellar Chromosphere Cambridge University Press 2007-08-27
[13] 서적 The solar transition region http://www.cambridge[...] Cambridge University Press
[14] 서적 Sun, earth, and sky Springer
[15] 서적 The solar transition region
[16] 웹사이트 The Sun's Corona – Introduction http://imagine.gsfc.[...] NASA 2010-05-21
[17] 웹사이트 "Beyond the Blue Horizon" – A Total Solar Eclipse Chase http://www.scienceda[...] 1999-08-05
[18] 서적 Physics and chemistry of the solar system Elsevier Academic Press 2004-02-23
[19] 서적 Only Binary Stars Can Help Us Actually SEE a Stellar Chromosphere http://journals.camb[...] Cambridge University Press 2007-08-27


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