태양의 평균 지름은 몇인가요?
태양
태양의 수명은 약 123억 6500만년이고 핵우주 연대학에 따르면 45억 6720만년 전에 형성되었다. 분광형은 G2V이며 비공식적으로 "노란색 별"로 불리는데, 그 이유는 태양이 지구에서 황색으로 보이기 때문이다. 실제로는 가시광 복사가 스펙트럼상 초록 부분에서 가장 강렬하다.[2]. 다만 실제로 우주에서 보면 태양은 g형 주계열성이므로 흰색으로 보인다. 이 분광형 표시에 있어서 G2는 태양 표면의 유효 온도가 약 5,778K켈빈임을, V는 우주의 다른 대다수 별과 마찬가지로 태양이 원자 핵융합을 통해 에너지를 생산하는 주계열성임을 뜻한다. 태양은 중심핵에서 초당 4억 3천만~6억 톤의 수소를 태운다. 태양은 천문학자들에게 있어 한때는 작고 상대적으로 눈에 띄지 않는 별이었으나 이제는 우리 은하 별들 중에서 밝은 축에 드는 존재로 인정되고 있다. 우리 은하 별 대부분(90퍼센트)은 작고 어두운 적색 왜성이다[3][4]. 이들은 아무리 밝아도 태양 밝기 10%에 불과한다. 태양의 지름은 약 139만 2천 킬로미터로 지구보다 109배 크며, 질량은 2×1030 킬로그램으로 지구보다 약 33만 배 무거워 태양계 전체 질량의 약 99.86%를 차지한다[5]. 태양 질량 약 4분의 3은 수소, 나머지 4분의 1은 대부분 헬륨이다. 총질량 2퍼센트 미만이 산소, 탄소, 네온, 철 같은 무거운 원소들로 이루어져 있다[6]. 태양의 뜨거운 코로나는 우주 공간으로 연속적으로 뻗어 있으며, 여기에서 대략 100천문 단위 거리 태양 권계면까지 뻗어 있는, 대전(帶電)된 입자의 흐름인 태양풍이 만들어진다. 태양풍이 만들어 낸 성간 매질 속 거품 구조인 태양권은 태양계 내에서 가장 거대한 구조이다[7][8]. 태양은 백색광을 내지만 지구 표면에서 볼 때 파란색 빛이 일으키는 대기 산란 때문에 노란색으로 보일 수 있다[9]. 태양은 지구와 대략 1억 4960만 킬로미터(1천문단위) 떨어져 있으나, 정확히는 매년 1월 근일점에서 가장 가까워지고 7월 원일점에서 가장 멀어진다[10]. 빛이 태양을 출발하여 이 거리를 지나 지구까지 오는 데에는 약 8분 19초가 걸린다. 태양의 절대 등급은 +4.83이나 지구에서 가깝기 때문에 겉보기 등급은 -26.74로 아주 밝게 보인다[11][12].
길이
1천문단위(1AU)는 지구와 태양 사이의 평균거리를 뜻한다. 지구는 태양을 초점으로 타원 궤도를 그리며 돌고 있다. 여기서 평균거리란 태양과 가장 가까워지는 근일점일때의 태양과 지구 사이의 거리와 태양과 가장 멀어지는 원일점일때의 태양과 지구사이의 거리의 평균을 뜻한다. 이를 미터법으로 환산하면 대략 1AU = 1.496×10m 를 나타내게 된다. 천문단위(AU)는 주로 태양계내의 천체들의 거리를 측정할 때 사용한다.
태양과 태양계 내의 행성간의 거리는 천문단위로 다음과 같이 측정된다.
혜성
혜성의 본체는 핵으로 불린다. 핵은 순수한 얼음이 아닌, 암석질 또는 유기질의 먼지를 포함하고 있다. 이로부터, 혜성의 핵은 '더러운 눈덩이'에 비유된다. 핵의 평균 직경은 수백 m 정도로, 작고 어두운 것이 수십 m, 특별히 큰 것이 드물게 50km 이 되기도 한다. 질량은 크기에 따라 다른데, 직경 1km 정도의 혜성이 수십억 t 단위, 직경 10km 정도의 혜성이 수조 t 의 단위라고 생각되고 있다. 이는, 지구의 산 하나 정도에 해당된다. 얼음의 구성성분은 분자수로 보면, 80% 이상이 물(H2O) 이며, 다음으로 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2, 메탄(CH4)의 순서이며, 암모니아(NH3)와 시안화수소(HCN) 등이 미량 포함되어 있다. 쌍안경이나 천체망원경으로 관측할 때에 푸른색으로 보이는 것은, 이들의 적은 성분이 태양광으로 분해되어 생기는 C2와 CN 등의 라디칼(radical)의 스펙트럼이 강한 때문이다.
혜성
코마나 꼬리는, 핵에 비해 규모가 매우 커진다. 코마는 태양(직경 약 139만 km)보다도 크게 될 때가 있다. 또한, 꼬리도 1 천문단위(AU) 이상의 길이가 되기도 한다. 1996년 봄에 밝아졌던 관측 사상 가장 큰 꼬리를 길게 늘어뜨린 햐쿠타케(百武) 혜성은 꼬리의 길이가 3.8 천문단위(5억 7천만 km)가 되었다. 먼지는 태양빛을 직접 반사하고, 기체는 이온화되어 밝게 빛난다. 대부분의 혜성은 너무 어두워 망원경이 없으면 보이지 않지만, 10년에 몇 개 정도는 육안으로도 충분히 보일 수 있을 만큼 밝게 된다. 망원경이 발명되기 이전에는, 혜성은 밤하늘의 아무것도 없는 곳으로부터 나타나, 조금씩 보이지 않게 되어 사라지는 것으로 생각되었다.
목성
목성은 태양과의 무게중심이 태양의 체적 바깥에 위치한 유일한 행성으로, 그 무게중심은 태양 표면으로부터 태양 반지름의 7% 밖에 위치한다.[60] 목성과 태양 사이의 평균 거리는 7억 7,800만 km(지구와 태양 사이의 평균 거리의 5.2배, 즉 5.2 AU)이며 11.86년마다 한 번씩 공전을 완주한다. 이 주기는 토성의 공전주기의 2/5배로, 즉 태양계에서 가장 큰 두 행성은 5:2 궤도공명을 이루고 있다.[61] 목성의 타원궤도는 지구에 대해 1.31˚ 기울어져 있다. 0.048의 궤도이심률 때문에 태양에 대한 목성의 거리는 가장 가까운 지점(근일점)에서부터 가장 먼 지점(원일점)까지 약 7,500만 킬로미터 차이난다.
화가자리 베타
화가자리 베타의 질량은 항성진화 모형을 관측된 측정수치에 맞춰 도출한 것이다. 여기서 베타의 질량은 태양의 1.7 ~ 1.8 배로 나온다.[1] 이 별의 각지름을 초대형 망원경(VLT)의 간섭계로 측정하여 0.84 밀리초각 값을 얻었다.[25] 별까지의 63.4 광년 거리와 이 각지름 값으로부터 베타의 반지름은 태양의 1.8 배임을 알 수 있다.[주석 5]
태양계
하우메아(태양에서의 평균 거리 43.34AU)와 마케마케(평균 거리 45.79AU)는 고전적 카이퍼 대 내에서 가장 덩치가 큰 천체이다. 하우메아는 달걀 모양으로 생겼으며, 위성 둘을 거느리고 있다. 마케마케는 명왕성 다음으로 카이퍼 대 천체 중 밝다. 둘의 이름은 원래 2003 EL61과 2005 FY9였으나, 2008년 왜행성으로 분류되면서 애칭을 얻었다[13]. 이들의 궤도경사각(각각 28°, 29°)은 명왕성보다 더 크게 기울어져 있으며,[71] 명왕성과는 달리 해왕성의 중력에 구속되어 있지 않아 고전적 개념의 카이퍼 대 천체에 속한다고 볼 수 있다.
HD 141569
원반의 지름은 약 1,200억 킬로미터로 해왕성 궤도의 13배에 이른다. 원반 안쪽 경계는 태양으로부터 약 336억 킬로미터 거리이다. 원반 내 틈은 안쪽과 바깥쪽 경계 중간 정도에 있다. HD 141569는 성장이 거의 완료된 항성이지만 상대적으로 젊어 전체 수명의 1 퍼센트 정도만을 지냈다. 이 별의 질량은 태양의 세 배 정도에 밝기는 22배에 이른다.
태양 상수
태양 상수( , )는 선속 밀도의 값으로서, 1 천문단위의 거리에서 태양 전자기파(태양 복사 조도)의 평균을 전자기파 파면에 수직하는 단위면적으로 나눈 값이다. 태양 상수는 가시광선 뿐만 아니라 모든 종류의 태양 방사선을 포함하고 있다. 위성에서 측정한 태양 상수의 값은 태양활동 극소기에 대략 1 제곱미터당 1.361 킬로와트 (1.361 kW/m²)로 나타났고, 극대기에는 이보다 0.1% 큰 값으로 나타났다(1.362 kW/m²). 태양 "상수"는 CODATA의 물리 상수가 아니며, 이는 이 상수가 빛의 속력처럼 완벽히 변하지 않는 상수가 아님을 말한다. 태양 상수는 그저 연속적으로 변화하는 값의 평균에 불과하며, 지난 400년간 0.2% 내외로 변화하였다.
수성
수성(水星, 라틴어: Mercurius)은 태양에서 평균 5,800만 km 떨어진 가장 가까운 궤도를 도는 행성이다. 또한, 반지름 약 2,400km로 가장 작은 내행성이기도 하다. 공전 주기는 88일, 자전 주기는 58일이며, 밀도는 5.427g/cm이다. 핵은 수성 전체 반지름 70 % 이상을 차지하고 철을 주성분으로 할 것으로 추정된다. 규산염으로 구성된 맨틀이 그 바깥을 차지한다.
타이탄 (위성)
타이탄은 토성에서 20번째로 먼 위성이자 구형 외관을 지니는 일정 질량 이상 되는 위성들 중에서는 여섯 번째로 떨어져 있기도 하다. 행성과 비슷한 특징을 지닌 위성으로 자주 기술되는 것처럼 타이탄은 반지름이 달의 약 1.5배이고 질량은 1.8배나 된다. 목성의 가니메데에 이어 태양계에서 두 번째로 큰 위성이며, 크기만으로 따진다면 수성보다 더 크다. (그러나 질량은 수성의 반 정도이다.)
국부표준정지좌표계
국부표준정지좌표계(局部標準靜止座標系, local standard of rest; LSR, ) 는 천문학에서 우리 은하 속의 태양 주위에 있는 물질들의 평균 운동에 대한 좌표계이다. 이 물질들의 공전 궤도는 정확한 원형은 아니다. 태양은 은하 북극에서 보았을 때 시계 방향으로 시속 255 킬로미터 속도로 태양원(solar circle) 을 따라 공전하며, 그 태양원의 이심률 "e"는 0.1 미만이고 반지름은 약 8.34 킬로파섹이다. 태양원의 중심은 궁수자리 A* 근처의 우리 은하 중심이며, 태양은 LSR에 대해 태양향점 방향으로 매우 근소한 운동을 하고 있다. 태양의 LSR에 대한 특이운동 속도는 초속 13.4 킬로미터이다. LSR의 공전 속도는 초속 202 ~ 241 킬로미터이다.
은하수
은하수의 원반은 직경이 약 100,000 광년이고, 평균적으로 약 1,000광년 두께이다.
카노푸스
적외선 간섭기로 측정한 각지름은 6.93 ± 0.15 밀리초각이었다. 히파르코스 위성이 측정한 거리에 이 값을 대입하면 카노푸스의 지름은 태양의 71.4 ± 0.4배가 나온다. 만약 이 별을 태양 대신 태양계 중앙에 갖다 놓는다면, 카노푸스의 표면은 수성 궤도의 90%까지 이를 것이다.
태양계의 형성과 진화
이 중력 붕괴가 일어난 부분(전태양 성운) 이 태양으로 되었을 것이다. 전태양 성운의 지름은 7천~2만 천문단위였으며, 총 질량은 태양의 1.001배에서 1.1배였다. 구성 성분은 수소와 헬륨(빅뱅 때부터 존재한 원소)이 98퍼센트, 중원소(최초 별들이 죽음을 맞으면서 우주 공간에 분출한 원소들)가 나머지 2퍼센트로 지금의 태양과 거의 같았다.
은하수
태양계는 은하의 오리온 팔의 안쪽 테 가까이에 있다. 태양은 현재 은하 원반의 중심 면에서 5~30파섹 떨어져있다. 그 부분의 팔과 옆에 뻗어있는 팔인 페르세우스 팔 사이의 거리는 약 6,500광년이다. 태양, 그러니까 태양계는 은하 생명체 거주가능 지역에 있다.
태양에서 15파섹 이내에, 절대등급 8.5보다 더 밝은 약 208개의 별들이 있다. 이런 별들은 세제곱 파섹 당 0.0147 혹은 세제곱 광년 당 0.000424 밀도를 보인다. 반면에, 태양에서 5파섹 이내의 거리에는, 알려진 별들이 64개 있다. 이들은 세제곱 파섹 당 0.122 또는 세제곱 광년 당 0.00352의 밀도를 보인다. 이것은 대부분의 별들이 절대등급 8.5보다 덜 밝다는 사실을 분명히 보여준다.
태양 향점은 태양이 우리은하에서 운동하고 있는 방향이다. 태양의 보통 이동 방향은 은하 중심의 방향에서 거의 60°에 있는 헤라클레스자리 근처 직녀성을 향한다.
반지름순 태양계 천체 목록
몇몇 새로 발견된 해왕성 바깥 천체들은 지름이 꽤 크다. 몇몇 천체들은 발견한 지 얼마 되지 않기 때문에 관측값에 오차 범위가 있다.
시리우스
1915년 월터 시드니 애덤스는 윌슨 산 천문대에서 60인치(1.5미터) 반사경을 장착한 망원경을 이용하여 시리우스 B의 스펙트럼을 관측했는데, 그는 B가 희미하고 흰색으로 빛나는 별임을 알아냈다. 이 사실로부터 천문학자들은 B를 백색 왜성으로 결론지었는데 당시 두 번째로 발견된 백색 왜성이었다. 1959년 로버트 핸버리 브라운, 리차드 트위스는 강도간섭계를 써서 시리우스 A의 지름을 최초로 측정했다. 2005년 천문학자들은 허블 우주 망원경을 통해 시리우스 B의 지름이 지구와 거의 비슷하다는(12,000킬로미터) 사실을 알아냈다. 그러나 B의 질량은 태양의 98퍼센트나 된다.
지구의 역사
태양계 형성의 표준 모델은 성운설이라고 하는 이론에 기초한다.[1] 이 이론에 의하면, 태양계는 우주 먼지와 기체가 모여 회전하는 거대한 구름인 태양 성운으로부터 형성되었다. 구성 성분은 빅뱅 직후 만들어진 수소와 헬륨, 그리고 초신성에서 방출된 무거운 원소들이었다. 45억 년 전, 근처 초신성의 충격파의 영향으로 성운은 수축하기 시작하였으며, 회전 속도도 빨라지기 시작하였다. 이로 인해 각운동량, 중력, 관성이 증가하면서 성운은 회전축에 수직으로 납작해져 원시 행성계 원반을 이루었다. 내부의 큰 물질들의 충돌로 인한 섭동으로 킬로미터 크기의 원시행성이 만들어졌다.[2]
황새치자리 R
황새치자리 R은 태양 다음으로 지구에서 볼 때 시지름이 큰 항성이다. 구체적인 값은 0.057 ± 0.005분이다. 여기에서 계산한 황새치자리 R의 실제 반지름은 태양의 320~420배로, 이는 화성의 궤도를 삼킬 수 있는 크기이다.
태양계
수성(태양에서의 거리 0.4AU)은 태양에 가장 가까운 행성이며, 가장 작은 행성이다(질량이 지구의 0.055배). 수성은 위성이 없으며, 수많은 충돌 크레이터와 쭈글쭈글한 거대한 절벽 등의 지질학적 특징으로만 알려져 있다. 이 절벽은 태양계 역사의 초기에 수성이 수축해서 생긴 것으로 보인다[35]. 수성의 대기는 거의 무시해도 좋을 정도로 그 두께가 얇다[36]. 수성의 커다란 핵과 그에 비해 상대적으로 얇은 맨틀은 그 성분이 아직 확실히 밝혀지지 않았다[37][38]. 수성에 대한 탐사는 아주 미미하여, 1950년 이래로 현재까지 수성 탐사선은 매리너 10호와 메신저뿐이다.
수성
2008년 10월 6일, 메신저가 두 번째로 스윙 바이를 하는 동안 "구멍난" 자기장을 발견했다. 또 자성(磁性) "토네이도" 도 발견했는데 이 "토네이도" 는 폭이 80 km로 행성 반지름 1/3을 차지한다. 이 "토네이도" 형태는 자기장이 태양풍을 매개로 수성 자기장과 접촉했을 때 형성된다. 태양풍이 불어 수성 표면에 걸쳐 작용하면, 난입해 온 자기장은 태양풍과 함께 소용돌이 형태로 빨아올려진다. 이를 빛다발 현상이라 부른다. 이는 수성 표면을 직접적으로 강타하는 태양풍을 통해 자기 차폐 현상을 일으켜 "열린 창(window)"의 형태를 만든다.
OTS 44
OTS 44의 질량은 목성의 15배 정도로, 태양 질량의 약 1.4% 수준이며 반지름의 정확한 수치는 잘 알려져 있지 않으나, 태양의 23~57% 정도로 추정 된다.
태양
태양은 우리 은하 중심을 약 24,000~26,000광년 거리에 두고, 은하계 북극 방향에서 볼 때 시계 방향으로 약 2억 2천 5백만~2억 5천만 년에 1회 돌고 있다. 우리 은하가 우주 배경 복사(CMB)에 대하여 물뱀자리 방향으로 초당 550킬로미터 속도로 움직이고 있기 때문에, 태양의 우주 배경 복사에 대한 종국적 속도는 컵자리 또는 사자자리 방향으로 초당 370킬로미터가 된다[13]. 태양은 현재 우리 은하 오리온 팔의 안쪽 경계 내 국부 거품 영역의 국부 항성간 구름 속을 여행하고 있다. 태양에서 17광년 이내 가까운 별 50개 중 4.2 광년 떨어진 센타우루스자리 프록시마가 제일 가까운 이웃 항성이다) 태양은 네 번째로 무거운 별이다[14].
태양계
지금으로부터 약 54억 년 뒤 태양의 핵에 있던 수소는 완전히 헬륨으로 바뀌며, 주계열성으로서의 태양의 일생은 끝난다. 이 시점에서 태양의 반지름은 지금의 260배까지 부풀어 올라 적색 거성 단계에 돌입한다. 표면적이 막대하게 늘어나기 때문에 표면 온도는 크게 낮아져 2,600 켈빈 수준까지 내려가 붉게 보이게 된다.[108]
태양계
훗날 태양계 부분이 될 태양 성운 지역이[100] 붕괴되면서 각운동량 보존 법칙에 따라 물질이 뭉치는 부분은 점점 빠르게 회전하기 시작했다. 대부분의 질량이 모인 중심부 부분은 주변 원반 지대보다 훨씬 더 뜨거워지기 시작했다.[99] 수축하는 성운이 회전하면서, 성운을 구성하는 물질은 약 200 천문단위 지름에 이르는 크기의 원시 행성계 원반으로 납작하게 공전면에 몰렸고,[99] 뜨겁고 밀도 높은 원시별이 원반 중심에 자리 잡았다.[101][102] 이 항성 진화 단계에서 태양은 황소자리 T형 항성의 상태에 이르렀으리라 여겨진다. 최근 여러 황소자리 T 항성을 연구한 결과 이들 주위에는 태양질량의 0.001~0.1배에 이르는 양의 물질이 원반 형태로 둘려 있으며, 물질 질량의 절대 다수는 중심부 항성에 집중되어 있음을 알게 되었다.[103] 행성은 이 원반의 물질이 뭉쳐서 태어났다.[104]
달
달의 내부는 크게 표면, 맨틀, 핵, 이렇게 세 부분으로 나뉘어 있다. 표면의 두께는 평균 70km이고,(고지대 약 100km,저지대나 바다 약 60km) 핵의 반지름은 300~425km 사이, 나머지 부분은 맨틀을 이루고 있다. (달의 평균 반지름 1740km) 달의 핵은 달 전체 질량의 2% 미만을 차지하고 있다고 추측하고 있다.
자기권
지구의 적도에 걸쳐서, 자기장선은 거의 수평이되고, 그다음 고위도로 다시 연결되기위해 돌아간다. 그러나 고위도에서, 자기장은 태양풍과 태양풍의 태양자기장에 의해 크게 왜곡된다. 지구의 햇빛이 비추는면(dayside)에서 자기장은 태양풍에 의해서 약 65,000km(40,000마일)의 거리까지 상당히 압축된다. 지구의 bow shock는 약 17km(11마일)의 두께를 가지고 지구로부터 약 90,000km(56,000마일)에 위치한다. 자기권계면은 지구의 표면에 떨어서 수백km 떨어진거리에 존재한다. 지구의 자기권계면은 태양풍으로부터의 입자가 지구로 들어올 수 있게 하는 '체'로 비교되었다. 자기권에서 다른속도로 거대한 플라즈마의 소용돌이가 자기권의 가장자리를 따라서 이동할 때 Kelvin-Helmholtz 불안정성들이 일어난다. 이것은 자기장선이 끊어지고 재연결되는 것 같은 자기 재접속(magnetic reconnection)을 야기시키고, 태양풍입자들은 자기권으로 들어갈수있게 한다. 지구의 빛이 비추지 않는면(nightside)에서, 자기장은 6,300,000km(3,900,000마일)이상의 길이에 지자기꼬리로 연장한다. 지구의 지자기꼬리는 극지방 오로라의 주된 요소이다. 또한, NASA의 과학자들은 지구의 지자기꼬리는 dayside와 nightside의 전위차를 만듦으로써 달에 "먼지 폭풍"을 일으킬 수 있다고 제안 또는 "추측"했다.
태양권 전류편
태양계내의 최대로 발생한 전류편은 소위 태양면 전류로 그것은 두께가 10,000km이며 태양에서 명왕성의 궤도 너머로 팽창한다. 태양의 코로나와 같은 천체물리학적 플라즈마에서 전류편은 특색비(너비 나누기 두께)가 100000:1 정도이다. 비교하면, 대부분의 책들의 한 쪽의 특색비()는 2000:1이다. 전류편은 그들의 크기와 비교하여 매우 얇아서 그것들은 자주 두께가 0인 것처럼 다루어진다. 이것은 이상적인 MHD(자기유체동역학)의 단순화 가정의 결과이다. 실제로는 어떠한 전류편도 무한히 얇지 않다. 왜냐하면 그러한 경우 전하 운반자의 무한히 빠른 움직임을 요구하기 때문이다.
케플러-10
케플러 10은 태양과 비슷한 G형 항성이다. 질량은 태양의 89.5%(± 6%)이며 반지름은 태양보다 5.6%(± 2.1%) 크다. 다만 대기에 있는 금속함량 [Fe/H] (항성 대기 중 철의 함유량)는 -0.15 (± 0.04)로 이는 태양 금속함량의 약 70% 수준이라는 뜻이다. 금속함량은 행성의 탄생과 만약 태어날 경우 이 행성들의 주요 조성물에 큰 영향을 끼친다. 덧붙여 케플러 10의 나이는 약 119억 년에 표면온도는 5627 (± 44) K으로 태양의 나이가 약 46억 년에 표면 온도가 5778 K임을 고려할 때 훨씬 더 늙었으며 온도는 약간 차갑다.
수성
수성은 지구형 행성 중 하나로, 표면은 암석으로 이루어져 있다. 수성은 태양계 행성들 중 가장 반지름이 작은 행성으로, 구체적인 크기는 2439.7 km이다. 특히, 태양계 내 위성 중, 가니메데나 타이탄은 수성보다 반지름이 크다(그러나 수성은 이들보다는 더 무겁다). 수성은 질량의 70 %는 금속, 나머지 30 %는 규산염 물질로 이루어져 있다.
수성의 밀도는 지구의 5.515 g/cm³다음으로 큰 5.427 g/cm³이다. 그러나 지구는 자체 중력의 영향으로 내부 물질이 더 조밀하게 뭉쳐 있기 때문에, 압축되지 않은 조건에서 비교할 경우 수성의 밀도는 5.3 g/cm³으로 지구의 4.4 g/cm³보다 크다. 이를 통해 실질적으로 수성이 태양계 행성들 중 가장 밀도가 큰 천체임을 알 수 있다.
수성의 밀도를 알아내서 내부 구조를 추측할 수 있다. 지구의 밀도는 수치상으로는 크지만 사실 자체 중력으로 인해 내부가 압축된 상태임에 반해, 수성은부피가 지구보다 훨씬 더 작고 내부 또한 그리 압축되어 있지 않다. 이 같은 수성의 큰 밀도는 내부 핵 크기가 크고, 핵에 포함된 철 함량이 풍부하다는 것을 의미한다. 지질학자들은 수성의 핵 부피가 전체 대비 42 %(지구는 17 %)일 것이라고 추측하며, 특히, 최근 연구로 수성의 핵이 용융 상태라는 것이 밝혀졌다.
해왕성
해왕성(海王星, 라틴어: Neptunus)은 태양계의 8개 행성 중 8번째 행성이다. 해왕(海王)은 ‘바다의 왕’이라는 한자어로, 포세이돈(그리스 신화명) 또는 넵투누스(로마 신화명)를 번역한 것이다. 해왕성은 8개 행성 중에서 직경으로는 4번째로 크고, 질량으로는 3번째로 크다. 해왕성의 질량은 지구의 17배로, 질량이 지구의 15배인 쌍둥이 행성 천왕성보다 약간 더 무겁다. 해왕성과 태양의 평균 거리는 30.1 AU(지구와 태양 사이의 평균 거리, 45억 km)이며, 지구와 태양 사이 거리의 대략 30배에 해당한다. 천문 기호는 포세이돈의 트라이던트를 형상화한 ♆이다.
태양
태양은 암석 행성들과는 달리 명확한 바깥 경계가 없고 태양의 가스층 밀도는 중심부에서 멀어질수록 기하급수적으로 낮아진다.[23] 그럼에도 불구하고 태양 내부는 그 성질이 명백히 구별되는 층으로 나뉘어 있다. 태양 반지름은 중심부에서 광구 바깥면까지 측정한다. 광구 최외곽층은 단순히 말하자면 가스 온도가 낮아 막대한 양의 빛을 복사할 수 없는 곳이다. 따라서 태양 표면은 맨눈으로 보이는 곳까지 말한다.[24]
국제 혜성 탐사선
국제 혜성 탐사선은 태양 전지로 덮인 원통 모양이다. 네 개의 긴 안테나는 탐사선의 둘레를 따라 튀어나와 있었고, 총 길이는 91m였다. 탐사선의 무게는 390 kg 이었고, 173 와트의 전기를 만들어낼 수 있었다.
알닐람
알닐람의 속성값은 논문에 따라 다양하다. 크라우더 연구진은 2006년 항성풍 및 대기 모델링을 사용하여 이 별의 밝기는 태양의 27만 5천 배, 유효 온도는 2만 7천 켈빈, 반지름은 태양의 24 배라는 결론을 얻었다. 반면 설 연구진은 2008년 CMFGEN 코드로 스펙트럼을 분석, 밝기는 태양의 53만 7천 배, 유효 온도는 27,500 ± 100 켈빈, 반지름은 태양의 32.4 ± 0.75 배로 추정했다. 오리온자리 OB1 성협 구성원들의 스펙트럼과 나이를 분석한 결과 알닐람의 질량은 태양의 34.6 배(주계열성이었던 시절에는 태양의 40.8 배), 나이는 570만 년으로 예측하였다.
태양계
태양의 표면 온도는 약 5,800 켈빈으로[19] 분광형상 G2 V에 속하는데, 이는 ‘질량이 큰 편에 속하는 황색 왜성’이다. 그러나 태양은 앞의 이름처럼 작은 별(왜성)은 아니다. 우리 은하에 속해 있는 모든 별 중에서 태양은 제법 무겁고 밝은 별이다[22]. 색등급도는 항성의 밝기와 표면 온도를 각 축으로 삼아 항성을 평면 위에 표시하고 있다. 이 표에 따르면, 뜨거운 별은 대체로 밝다. 이 법칙을 따르는 별은 주계열로 불리는 띠 위에 몰려 있으며, 태양은 이 주계열 띠의 한가운데에 자리 잡고 있다. 그러나 태양보다 밝고 뜨거운 별은 드물며, 그 반대의 경우(적색왜성, K형 주계열성)는 흔하다. 적색왜성의 경우 우리 은하 항성의 85퍼센트를 차지한다고 알려져 있다[22][23].
베텔게우스
1920년 베텔게우스는 태양에 이어 그 광구 크기를 잰 두 번째 별로 기록되었다. 그 후 과학자들은 베텔게우스를 여러 기술적 매개변수들을 사용하여 관측했는데 논란거리가 되는 결과가 종종 나왔다. 1990년 이후 연구에 따르면 이 별의 겉보기 지름은 0.043에서 0.056초각까지 다양하게 나왔는데 이는 거의 전적으로 베텔게우스가 주기적으로 겉모습의 변화를 일으키기 때문이다. 베텔게우스의 물리적 특성 중 상당수는 주연감광, 항성 맥동(밝기 변화), 파장에 따라 다른 각지름 등 여러 이유 때문에 아직까지 정확하게 알려지지 않았다. 이뿐 아니라 베텔게우스 주위에는 항성 진화 과정에서 별을 탈출한 물질들이 항성 반경의 약 250배 범위에 걸쳐 복잡한 비대칭형 모양의 별주위외피층(Circumstellar envelope)을 형성하고 있고 이 외피층이 베텔게우스의 표면을 가리고 있어 정확한 관측을 더욱 어렵게 하고 있다.
목성
목성의 자전은 10시간 이내로 한바퀴를 완주할 만큼 태양계의 모든 행성 중에서 가장 빠르다. 이러한 자전으로 인해서 목성은 지상의 아마추어 망원경을 통해서 쉽게 확인할 수 있을 정도의 적도 팽대부가 만들어진다. 행성의 모양은 극지름보다 적도지름이 더 큰 편구 모양이다. 목성의 적도지름은 극지름보다 9,275km(5,763mi) 더 길다.[34]
태양
햇빛은 지구의 주요 에너지원이다. 태양과 지구와의 거리는 평균 약 1억 4960만 킬로미터로 1AU이다. 직사광선을 통해 단위 면적에 축적되는 에너지의 양을 태양 상수라 하는데, 1 AU 의 거리에서 m2당 1368 와트의 값이 된다.
태양풍
지구 근처에서 태양풍의 속도는 200 - 889 km/s로 편차가 크고, 평균 속도는 450 km/s이다. 태양은 매 초 1×10 킬로그램(1 테라그램)의 매질을 태양풍을 이용해 분출하는데, 이는 핵융합에 의해 에너지로 변환되는 질량인 4.5×10 킬로그램(4.5 테라그램)의 1/5 정도이다. 태양은 앞으로도 1×10 년동안 이러한 방출을 지속할 것이다. 하지만, 현재의 별형성에 대한 설명은 태양풍은 먼 과거에는 현재보다 1,000배는 더 무거웠으며, 이는 행성 대기, 특히 금성 대기에 큰 영향을 미쳤을 것이라고 한다.
금성 일면통과
3.4도가 큰 각도가 아닌 것처럼 생각할 수 있으나, 내합시 금성은 지구에서 볼 때 천구상에서 태양과 9.6도 차이를 보이면서 위나 아래를 지나가기도 한다. 이 크기는 태양 시지름의 거의 18배에 해당하는 거리이다.
사달멜리크
질량은 태양의 6.5배이며 반지름은 태양의 77배까지 부풀어 올라 있다. 표면 온도는 태양보다 낮은 5,210 켈빈이나 에너지를 뿜는 영역의 면적이 넓기 때문에 밝기는 태양의 3천 배에 이른다. 이 정도 온도에서 사달멜리크는 우리 눈에 노란 빛을 뿜는 것처럼 보인다. 찬드라 엑스선 관측선의 관측 결과 이 별은 평범한 G형 주계열성에 비해 엑스선 방출량이 현저하게 적었다. G형 거성들은 보통 이렇게 엑스선을 거의 방출하지 않는다.
사이 (점성술)
태양의 원반은 거의 0.5도의 직경을 갖기 때문에, 태양이 하늘을 가로지르는 중에 그 사이에 걸쳐 있는 것이 가능하다. 그러함은 "사이의 출생인"이라고 불릴 수도 있는 어떤 개인의 출생 순간에 일어나며, 몇몇 점성가들은 그들의 삶이 두 별자리 모두의 성격에 영향을 받는다고 여긴다. 예를 들어, 한 개인이 만일 태양(원반의 중심점)이 쌍둥이자리 29도 50분에 위치해 있을 때 태어났다면, 점성가가 그 사람은 쌍둥이자리와 게자리의 사이에 태어났다고 할 수도 있다. 왜냐하면, 그 태양의 중심점은 쌍둥이자리에 있어도, 실제로는 태양원반의 많은 부분이 게자리에 있기 때문이다.
태양계
명왕성(태양에서의 평균 거리 39AU)은 왜행성이며, 카이퍼 대 안에서 가장 거대한 천체로 알려져 있다. 1930년 발견되었을 때는 9번째 행성으로 간주되었으나, 2006년 새로운 행성의 정의가 발표된 뒤 자격 요건을 만족하지 못해 행성에서 탈락했다. 명왕성의 궤도는 다른 행성에 비해 이심률이 크며, 황도면에 대해 17도 기울어져 있다. 태양으로부터의 평균 거리는 39 천문단위이나, 가까울 때는 29.7, 멀어질 때는 49.5 천문단위로 그 격차가 크다. 명왕성의 가장 거대한 위성 카론이 앞으로도 그 자체만으로 왜행성으로 분류될 수 있을지는 확실하지 않다. 명왕성과 카론의 질량 중심은 어느 한쪽의 내부에 있는 것이 아닌, 두 천체 중간의 우주 공간에 형성되어 있어 종과 주인의 관계라기보다는 차라리 쌍성계와 비슷하다. 이들보다 훨씬 더 작은 닉스와 히드라는 명왕성-카론을 돌고 있다. 명왕성은 공명 해왕성 바깥 천체 궤도에 놓여 있으며, 해왕성과 3:2의 궤도 공명을 보인다. 이는 해왕성이 태양을 3번 돌 때 명왕성은 2번 돈다는 뜻이다. 이 궤도 공명비를 보이는 카이퍼 대 천체를 플루토이드로 부른다[70].
궁수자리 A*
천문학자들은 가시광선 대역에서 지구와 전파원 사이의 먼지와 가스에 의해 25등급까지 소광되는 효과 때문에, 궁수자리 A*을 관측할 수 없었다. 일부 연구팀은 초장기선 간섭계(VLBI)를 이용하여 라디오파 대역에서 궁수자리 A*의 영상을 얻으려고 시도했다. 1.3 mm의 파장대에서 이루어지는 현존 최고해상도의 측량에서, 시지름 37 마이크로초에 해당하는 전파원이 드러난다. 26,000 광년 거리에 있는 이것은 직경이 4,400만 킬로미터임을 시사한다. 비교 대상을 들자면, 지구와 태양 사이의 거리가 1억 5천만 킬로미터이고, 근일점에 있는 수성과 태양 사이의 거리가 4600만 킬로미터이다. 궁수자리 A*의 고유 운동은 대략 적경에서 연당 -2.70 밀리초, 적위에서 연당 -5.6 밀리초이다.
태양계
카이퍼 대는 소행성대와 비슷한, 파편 조각으로 이루어진 거대한 고리로, 주요 구성 물질이 얼음이라는 점이 소행성대와 다르다. 카이퍼 대는 태양으로부터 30 ~ 50 천문단위 지역에 형성되어 있다. 카이퍼 대의 천체는 대부분 태양계 소천체이나, 50000 콰오아, 20000 바루나, 90482 오르쿠스 등 덩치가 큰 천체는 왜행성으로 재분류될 가능성이 있다. 지름 50킬로미터 이상의 카이퍼 대 천체는 대략 10만 개 이상일 것으로 여겨지나, 이들의 질량은 모두 합쳐 보았자 지구 질량의 1,000분의 1 ~ 100분의 1에 불과하다[4]. 적지 않은 카이퍼 대 천체는 자신만의 위성을 여럿 거느리고 있다. 카이퍼 대 천체 대부분은 행성의 공전궤도면과 어긋난 궤도를 그리면서 태양을 돌고 있다.
삼각형자리 은하
삼각형자리 은하 원반의 질량은 대략 태양의 배 정도이고, 그 중에 성간 물질(성간 가스, 먼지 등)이 대략 태양의 배 정도를 차지한다. 이에 따라 모든 중입자들이 차지하는 질량은 태양의 10 배 정도로 보인다. 암흑 물질까지 고려하여 추정한 반지름과 질량은 대략 55,000광년, 태양의 배 정도로 추정된다.
달의 내부구조
지구 화학적으로 지도를 작성해보면 대체로 달의 지각은 마그마 바다의 가설과 일치하는, 사장암으로 구성되어있음을 의미한다.달의 지각을 구성하는 원소의 측면에서는 주로 산소, 규소, 마그네슘, 철, 칼슘 그리고 알루미늄으로 구성되어있다. 그러나 부원소지만 중요한 미량 원소도 존재한다. 지구 물리학적 기술에 근거했을 때, 지각의 두께는 평균 50 km로 추정된다.
베텔게우스
1993년부터 지금까지 베텔게우스의 반지름은 5.5에서 4.6 천문단위까지 15% 줄어들었다. 위 공식 과정은 베텔게우스의 광구가 완벽한 구체라고 가정하고 있다. 15% 반지름이 줄었을 경우 부피는 41퍼센트 감소한다.
광구의 크기 자체도 크지만, 베텔게우스는 복잡한 층 구조에 둘러싸여 있는데 빛이 이 구조를 탈출하는 데에만 3년이 걸린다. 광구의 외곽에 이르면 가스의 밀도는 극도로 낮다. 그럼에도 항성의 질량은 태양의 20배는 되는 것으로 추측되는데, 베텔게우스는 지금까지 태어났을 때의 질량 중 태양 1~2개분을 외부로 방출, 잃어버린 것으로 보인다. 베텔게우스의 평균 밀도는 태양의 11억 1,900만 분의 1에 지나지 않는다. 이런 별의 내용물은 빈약해서 베텔게우스는 종종 ‘붉고 뜨거운 진공’으로 불려 왔다.
화성
화성의 내부를 설명하는 이론에 따르면, 화성 핵의 반지름은 약 1,480km로 주로 철과 15~17%의 황으로 이루어져 있다. 황화철의 핵은 부분적으로 용융되어 있으며, 지구의 핵에 비하면 가벼운 원소의 함량이 약 2배정도 된다. 핵은 규산염질 맨틀에 둘러싸여 있다. 맨틀은 화성에서 볼 수 있는 많은 판구조 활동과 화산 활동을 일으켜 왔으나 현재는 더 이상 활동하지 않는다. 화성 지각의 두께는 약 50km이고, 최댓값은 125km정도이다.
태양계
비공식적으로 태양계는 종종 여러 부분으로 나뉜다. 내행성에는 네 개의 암석 행성과 소행성대가 포함된다. 소행성대 너머 외행성에는 네 개의 가스 행성이 포함된다[9]. 카이퍼 대의 발견으로 태양계의 규모는 해왕성 너머 천체까지 미치게 되었다.[10][11].
태양계
이후 태양의 외곽층은 우주로 떨어져 나가고 중심부에 극도로 빽빽하게 압축된 백색왜성만이 남는다. 이 천체 부피는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다.[109] 떨어져 나간 외곽층은 우리가 행성상성운이라고 부르는 구조를 형성할 것이며, 태양을 구성하고 있었던 물질 중 일부를 우주 공간으로 되돌려 놓을 것이다.
벨라트릭스
벨라트릭스의 질량은 태양의 8.4배이다. 나이는 약 2천만 년 정도로 추측되며 우리 태양의 46억 년에 비하면 매우 짧으나 질량이 큰만큼 이미 중심핵에 있던 수소를 모두 태우고 주계열성 단계를 벗어나 초거성 단계에 접어들었다. 최외곽 대기의 유효 온도는 22,000 켈빈으로 우리 태양의 5778 켈빈에 비해 세 배 넘게 뜨겁다. 이처럼 뜨겁기 때문에 우리 눈에는 벨라트릭스가 청백색 빛을 뿜는 것으로 보인다. 벨라트릭스의 각지름은 주연감광 효과를 고려했을 때 0.72 ± 0.04 밀리초각이다. 이 별까지의 거리는 약 250광년인데 거리를 이용하여 구한 별의 반지름은 대략 태양의 여섯 배이다.
백조자리 X-1
연구를 지속할 필요를 찾기 위해, 1963년에 리카르도 기아초니()와 허브 거스키()는 X선 천체 연구를 위한 위성을 발사할 것을 제의하였다. 그리하여 NASA는 1970년에, 300개의 새로운 X선 천체 를 찾을 우후루 위성 을 발사했다. 백조자리 X-1에 대한 우후루 위성의 몇몇 연구는 X선의 세기가 몇 초 간격으로 변동함을 보여 주었다. 이러한 빠른 변동은
에너지의 생성이 10 km 이하의 좁은 공간에서 일어나야만 한다는 것을 뜻했다. 더 넓은 영역의 경우 광속 때문에 전달이 제한받기 때문이었다. 비교를 위해 말하면, 태양의 지름은 약 1.4 km이다.
태양계
목성(태양에서의 거리 5.2AU)은 태양계의 8행성 중 가장 거대하고 무거운 천체로, 그 질량은 지구의 318배로 목성을 뺀 다른 행성을 다 합친 것보다 2.5배나 더 무겁다. 목성은 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 목성은 내부열이 강력하게 발생하고 있어, 표면에 자전 방향과 평행한 줄무늬 모양의 띠와 대적반과 같은, 반영구적인 대기 구조를 만든다. 목성은 많은 위성을 거느리고 있으며, 알려진 숫자만 63개이다. 그중 가장 질량이 큰 가니메데, 칼리스토, 이오, 유로파, 네 개는 내부열이나 화산 활동이 일어나는 등 암석 행성과 비슷한 면모를 보여준다[58]. 이 중 가니메데는 태양계 위성 중 부피와 질량이 가장 크며, 심지어 수성보다도 부피가 크다(다만 질량은 작다).
알사피
용자리 시그마의 우주 속도 요소들은 U=+36, V=+40, W=-10킬로미터/초이다. 이 값들을 통해 용자리 시그마는 우리 은하 내를 매우 이심률이 큰(0.3, 태양은 0.06이다) 궤도를 그리며 움직이고 있음을 알 수 있다. 궤도의 평균 반지름은 은하 중심 기준으로 3만 4천 광년이다.
태양계
금성(태양에서의 거리 0.7AU)은 지구 질량 81.5퍼센트 크기의 천체로, 가장 바깥쪽에 대기가 있고, 내부적 지질 활동의 증거가 발견되며, 규산염의 맨틀 속에 철질의 핵이 있는 등 외관상 지구와 비슷한 행성이다. 그러나 금성은 지구보다 훨씬 건조하며, 대기의 밀도는 지구의 90배나 된다. 금성에는 자연 위성이 없다. 금성은 태양계 행성 중 가장 뜨거운데, 표면 온도는 섭씨 400도 이상으로, 이처럼 고온이 된 주요 원인은 대기 중 온실 가스 때문이다[39]. 금성의 표면 온도에 플라스틱 안전모를 잠깐 노출시키면 바로 녹아 액체가 되어 버린다[40]. 금성 표면에서 현재도 지질학적 활동이 계속되고 있다는 결정적 증거는 없으나, 대기가 쓸려 나가는 것을 막아 주는 자기장이 없다는 점을 고려하면, 금성의 대기는 화산 폭발로 분출되는 가스를 규칙적으로 공급받는 것으로 보인다[41]. 일반적으로 알려진 금성 사진(회전하는 갈색 구름 사진)은 자외선으로 찍은 다음 가시광선 스펙트럼으로 전환한 것으로, 금성을 그냥 가시광선으로 보면 완전히 노란 황산 구름밖에 보이지 않는다[42].
오메가 성운
오메가 성운은 지구에서 5,000~6000광년 떨어져 있으며, 겉보기 등급은 6등급이다. 시직경은 11분으로 지름은 15광년 정도며, 성간물질로 이루어진 구름까지 포함하면 대략 40광년의 크기이다. 오메가 성운의 총 질량은 태양 질량의 800배이다.
케플러-62
케플러-62는 K형 주계열성으로 질량은 태양의 약 69%, 반지름은 64%이다. 유효온도는 4925 켈빈이며 나이는 70억 년 정도이다. 참고로 태양의 나이는 약 46억 년에 유효온도는 5778 켈빈이다.
태양시
평균태양시(平均太陽時, mean solar time)는 평균항성시와 평균태양시의 이론적 관계는 잘 알고 있으므로, 관측 시 결정한 평균항성시로부터 곧 평균태양시를 얻을 수 있다. 1 평균태양시를 평균항성시로 나타내면 24시 3분 56초 5554이다. 항성시와 태양시는 기본적으로 오랜 옛날부터 사용되어 왔고, 또한 현재는 물론 먼 미래에도 실용상으로나 학술상으로나 사용될 것이지만, 시간계로서는 정밀을 요하는 일에는 사용할 수가 없다. 사실은 시간계로도 사용할 수 있도록 평균항성시·평균태양시를 고안한 것이며, 사실상 그것을 과거에는 사용해 왔으나, 이를 측정하는 기초인 지구의 자전이 조금씩 늦어질 뿐 아니라 예상하기 어려운 불규칙적인 변동도 있는 것이다. 예를 들면 1평균태양일의 길이는 약 10만년 사이에 1초 가량 길어진다. 게다가 불규칙적인 신축이 겹친다. 다만 항성시나 태양시가 모두 지구의 자전에 바탕하여 측정하기 때문에 상호간의 관계는 자전속도의 변동과는 관계가 없다.
리겔
분광학적으로 측정한 리겔까지의 거리는 700 ~ 900 광년 사이이다. 히파르코스 위성이 2007년 확보한 시차자료에 따른 거릿값은 860 광년이었으며 오차범위는 약 9%(80 광년)이다. Moravveji 연구진은 이 거리에 기초하여 리겔의 밝기를 태양의 12만 배로 계산했다. 표면 유효온도는 12100 켈빈 정도이다. 주연감광 효과를 고려하여 간섭계로 측정한 각지름은 2.75 ± 0.01 밀리초각이다. 잠정적 거리를 대입하면 리겔의 반지름은 태양의 약 79배가 나온다. 2006년 Przybilla 팀은 대기모형을 사용하여 리겔까지의 거리를 1170 ± 130 광년으로 계산했는데 이로부터 나온 리겔의 밝기는 태양의 21만 8천 배, 질량은 21 ± 3 배, 반지름은 109 ±12 배였다.
크로이츠 혜성군
태양에 매우 가깝게 접근한 것이 밝혀진 첫 혜성은 1680년 대혜성이었다. 이 혜성은 태양 표면으로부터 200,000km(0.0013AU)를 지났다. 이는 지구와 달의 거리의 절반, 태양 직경의 0.3배에 불과하다. 이 위치에서 태양은 80°의 크기가 되며, 지구에서 보이는 크기의 27,000배에 해당된다.
제단자리 알파
제단자리 알파별의 질량은 태양의 약 9.6 배이며 반지름은 태양의 4.5 배이다. 밝기는 태양 광도의 약 5,800 배이며 외곽 대기의 유효온도는 18,044 켈빈이다. 이 정도의 표면온도에서 제단자리 알파는 우리 눈으로 볼 때 전형적인 B형 항성의 색인 청백색으로 빛난다. 변광성의 성질을 보여주기도 하는데 겉보기 등급이 2.76 ~ 2.90 사이에서 변화한다.
베텔게우스
2000년 12월 바이너는 중적외선 파장에서 적외선 공간 간섭기(ISI)로 베텔게우스의 크기를 재고 그 결과를 논문에 실었는데, 그 값은 주연감광 영역을 포함하여 55.2 ± 0.5 밀리초각이었다. 이는 80년 전 마이켈슨이 잰 수치와 정확히 일치하는 값이다. 위 논문이 출판될 당시 히파르코스 위성이 잰 시차값은 7.63 ± 1.64 밀리초각으로, 여기서 나온 반지름은 3.6 AU이다. 그러나 칠레에 있는 파라날 천문대에서 간섭계를 이용, 근적외선영역에서 수많은 촬영을 한 결과 그 크기는 좀 더 작았다. 노벨 물리학상 수상자 찰스 하드 타운스는 2009년 6월 9일 이 별이 1993년 이래 15퍼센트 쭈그러들었으며, 수축하는 속도는 시간이 갈수록 증가하고 있지만 겉보기 등급에는 별다른 변화가 없다고 발표했다. 별이 수축하는 현상은 항성의 확장 대기가 활동하기 때문이라는 주장이 나왔다.
베텔게우스의 지름에 대한 논의에 더하여, 이 별 주위 확장 대기의 복잡한 동역학적 특징도 논의 주제가 되었다. 은하를 구성하는 질량은 별들이 태어나고 죽어감을 통해 재활용되는데 적색 거성들은 이 순환 체계의 주역이다. 그러나 항성이 질량을 잃는 메커니즘은 아직까지 의문사항이다. 간섭측정 방법의 발전을 통해 천문학자들은 질량손실의 수수께끼를 푸는 데 보다 가까이 다가선 것으로 보인다. 2009년 7월 유럽 남방 천문대는 VLTI로 찍은 베텔게우스의 사진을 배포했다. 여기에 별에서 나오는 기체 기둥이 찍혔는데, 기둥은 별에서 뿜어져 나온 뒤 30 천문단위를 이동하여 별주위 대기로 유입되고 있었다. 방출 구조의 길이는 태양~해왕성 거리 정도였으며 이 외에도 베텔게우스 주변 대기에서는 여러 사건이 동시에 일어나고 있다. 천문학자들이 알아낸 베텔게우스 별주변외피층(shell)은 최소 6개이다. 별이 질량을 잃어버리는 원리가 밝혀진다면, 이런 무거운 별들이 죽어가는 속도를 올리는 원인도 규명될 것이다.
천문학
태양은 지구에서 빛의 속도로 8분 거리에 있으며 가장 연구가 자세하게 이루어진 항성이고 전형적인 G형 분광형을 지닌, 46억 살의 주계열성이다. 태양은 변광성으로 분류되지는 않지만 흑점 주기로 알려진, 주기적인 밝기의 변화를 보여준다. 이는 11년 주기에 걸쳐 흑점의 숫자가 변화하는 것과 관련되어 있다. 흑점은 강력한 자기장 활동과 관련되어 있으며, 태양 표면의 다른 곳에 비해 온도가 낮은 지역이다.
지구 반경
지구 반경(地球半徑, Earth radius)은 지구의 반지름을 일컫는 천문학의 단위중 하나이다. 지구의 반지름은 대략 6,400km이다. 지구는 자전의 영향으로 적도 부근이 약간 부풀어 오른 타원체이므로 적도 반지름은 6,378km이며 극 반지름은 6,357km이다. 적도 반지름이 극 반지름보다 약 21km가 길다.
타이탄 (위성)
타이탄의 지름은 5,150 킬로미터로, 행성인 수성의 4,879 킬로미터보다도 더 크다. 1980년 보이저 1호가 타이탄을 방문하기 전까지는 타이탄의 지름이 가니메데보다 더 큰 것으로 여겨졌었다. 이렇게 생각한 이유는 타이탄의 짙고 불투명한 대기가 지표 위로 두껍게 형성되어 있어서 우주에서 보았을 때의 시직경을 증가시켰기 때문이다. 타이탄의 반지름과 질량, 밀도는 목성의 위성 가니메데, 칼리스토와 비슷하다. 1.88g/cm³의 밀도로 보아, 타이탄의 조성물은 반은 물의 얼음이고 나머지 반은 암석 물질로 이루어졌을 것으로 보인다. 조성물의 비율은 토성의 위성인 디오네 및 엔셀라두스와 비슷하지만, 타이탄은 자체 질량이 크기 때문에 중력에 의해 뭉쳐 있어서 이들보다 밀도가 크다.
안타레스
안타레스는 분광형 M형의 적색 초거성으로, 반지름은 태양의 700배에 이른다. 만약 안타레스를 태양 대신 우리 태양계 중앙에 위치시킨다면, 안타레스는 화성 궤도를 삼킬 것이다. 안타레스는 지구에서 약 600광년 떨어져 있다. 가시광선 영역에서 이 별은 태양 밝기의 약 1만 배이지만, 적색 거성이 에너지의 대부분을 적외선 영역에서 발산함을 고려하면 안타레스는 태양의 6만 5천 배에 이르는 복사 에너지를 뿜는다. 질량은 대략 태양의 15배에서 18배로, 질량과 부피로부터 계산한 안타레스의 밀도는 매우 낮다.
베텔게우스
베텔게우스는 한때는 태양을 빼고 밤하늘 천체 중 가장 시지름이 컸으나 1997년 천문학자들이 황새치자리 R의 시지름이 57.0 ± 0.5밀리초각임을 밝혀내면서 1위 자리를 내주었다. 현재 베텔게우스의 시지름 크기는 태양을 빼고 2위이다. 다만 황새치자리 R은 베텔게우스와 지구 거리의 3분의 1밖에 떨어져 있지 않으며 지름도 베텔게우스의 3분의 1밖에 되지 않는다.
베텔게우스
2009년 찰스 타운스가 이끈 버클리 연구진이 출판한 다른 논문에 따르면 베텔게우스의 반경은 1993년부터 2009년 사이 15퍼센트 줄어들었으며 2008년 시지름은 47 밀리초각으로 페린의 수치와 크게 다르지 않다고 한다. 초창기의 대부분 논문과는 달리 앞 논문에서는 특정 파장대에서 15년을 1주기로 제한했다. 초창기 연구는 자료간 비교 및 여러 파장에서의 연구로 보통 1~2년 세월이 소요됐고 결과값도 크게 달라졌다. 베텔게우스의 겉보기 크기는 1993년 56.0 ± 0.1 밀리초각에서 2008년 47.0 ± 0.1 밀리초각으로 15년동안 거의 0.9 천문단위 줄어들었다. 이 관측결과가 별의 주기적 팽창 및 수축의 증거인지 아닌지는 완전히 밝혀지지 않았다. 다만 그 증거가 맞다면 타운스의 주장처럼 광도변화 사이클이 존재하더라도 주기는 수십 년일 것이다. 또다른 해석으로는 대류로 광구가 돌출되었거나, 혹은 별 모양 자체가 둥글지 않고 타원형이어서 항성이 자전축을 중심으로 돌면서 팽창 수축하는 것처럼 보인다는 것이다.
중적외선 영역에서의 측정값 간의 차이로 말미암은 논쟁(항성이 줄어들었다가 늘어났다를 반복한다는 가설)과 근적외선 영역에서의 측정값 때문인 논쟁(상대적으로 원반 크기에 변화가 없음)은 연구를 통한 해명이 필요한 부분이다. 2012년 출판된 논문에서 버클리 연구진은 “우리들의 측정수치들은 항성 광구 위에 있는, 차갑고 광학적으로 두꺼운 물질들 때문에 정확하게 나오지 못했다.”라고 기록했다. 이는 항성이 겉보기에 수축 팽창을 하는 것이 항성 자체의 부피 변화가 아니라 항성 주변 외곽대기의 활동의 결과일 수 있음을 시사하는 것이다. 버클리의 주장에 따르면 베텔게우스의 시지름은 페린의 값에 근접한 43.33 초각으로, 하퍼가 구한 643 ± 146광년 대신 히파르코스의 시차자료로 나온 거리값인 498 ± 73광년을 대입하면 별의 실제 크기는 3.4천문단위(730)가 나온다. 2013년 10월 발사할 계획인 가이아 탐사선이 베텔게우스의 크기를 재는 데 쓴 앞의 수치들의 정확성을 검증해 줄 것이다.
태양
채층 위로 약 200킬로미터 두께의 천이영역이 있는데, 천이영역 최하단에서 상단까지 온도는 2만 켈빈에서 100만 켈빈까지 급격히 치솟는다.[49] 이 급격한 온도 상승 원인은 천이영역 내에서 헬륨이 완전히 이온화되어 플라스마의 복사 냉각을 크게 떨어뜨리기 때문이다.[48] 이 천이영역은 고정된 고도에서 형성되는 것은 아니며 대신 채층 구조 주변에서 스피큘이라는 이름의 무리 및, 혼란스럽게 움직이는 태양홍염을 형성한다.[39] 지구상에서 천이영역을 보기는 쉽지 않으나 전자기 스펙트럼상 자외선에 민감한 관측 기구로 우주에서 태양을 관측하면 쉽게 볼 수 있다.[50]
알타이르
알타이르는 분광선의 폭을 조사한 결과 자전이 매우 빠른 것으로 밝혀졌다. 구체적인 자전 속도는 1 자전주기가 6시간 30분이다(다른 관측 자료에 의거하면 9시간 또는 10.4시간도 있다[11]). 태양의 자전 주기가 25일에 1회임을 고려하면 이는 매우 빠른 속도이다. 빠른 자전 속도 때문에 알타이르는 적도 부분이 극보다 20퍼센트나 더 불룩하게 튀어나온 회전타원체 모양을 하게 되었다.[10][12]
태양 상수
대기권 최상부에서 지구에 직접 닿는 태양 복사 조도는, 지구의 공전에 따른 지구와 태양 간의 거리 변화에 따라 1년에 약 6.9% 정도로 계속해서 변동하며(1월 초에는 약 1.412 kW/m², 7월 초에는 약 1.321 kW/m²), 하루로 계산하면 0.1% 미만으로 변동한다. 따라서, 지구 전체(단면적 127,400,000 km²)에 대한 일률은 1.730×10 W (또는 173,000 테라와트)이고, 변화 범위는 ±3.5%(1년 당 변동 범위인 6.9%의 절반)이다. 태양 상수는 긴 시간 동안에는 상수로 존재하지 않지만(태양 주기 참조), 1년 단위에서는 태양 상수의 변화량이 대기권 최상부에서 측정되는 태양 복사 조도의 변동값보다 적은데, 이는 태양 상수는 1 천문단위라는 고정된 거리에서 측정되지만, 태양 복사 조도는 지구와 태양 사이의 거리, 즉 지구의 이심률에 영향을 받기 때문이다.
태양
태양은 태양계 총질량 99.8632%를 차지하는 G형 주계열성으로 분광형은 G2V이다. 'G2'는 표면 온도가 약 5,860 K으로 맨눈에 보이는 태양은 흰색을 띠게 된다. 그러나 태양빛이 대기를 지나면서 산란되어 노란색으로 보일 때가 있다. 이는 청색 광자가 선택적 산란으로 흩어지면서(하늘이 푸른 것은 이 때문이다.) 남은 적색을 상쇄시키지 못하기 때문이다. 이 때문에 태양이 낮게 떠 있을 때에는, 주황색이나 적(赤)색을 띠기도 한다.
태양계
지구(태양에서의 거리 1AU)는 내행성 중 가장 질량이 크며, 나머지 내 행성 3개를 합친것보다도 크다. 현재도 지질학적 활동이 일어나고 있다고 알려진 유일한 천체이며, 우주에서 생명체가 살고 있음이 증명된 유일한 천체이다[43]. 태양계 내 암석 행성 중 유일하게 바다가 있으며, 지각판 이동이 일어나는 유일한 천체이다. 지구의 대기 또한 식물의 존재로 자유 산소의 함량이 21퍼센트나 된다는 점에서 다른 암석 행성과 판이하게 다르다[44]. 지구는 자연 위성으로 달을 거느리고 있는데, 달은 태양계의 암석 행성 중 유일한 거대 위성이다. 또한 달은 모행성의 크기에 비해 가장 큰 행성이다.
국부 성간 구름
국부 성간 구름()은 현재 지구의 태양계가 움직여 통과하고 있는 약 30 광년(9.2 pc) 길이의 성간 구름이다. 국부 성간 구름 내에 태양이 박혀있는지, 아니면 국부 성간 구름이 근처의 G-구름과 상호작용하고 있는 영역인지 아직까지 불확실하다. 태양계는 44,000년에서 150,000년 전 사이에 현 위치의 국부 성간 구름에 들어온 것으로 여겨지고 있고, 10,000년에서 20,000년 동안 더 구름 내에 남아있을 것으로 예측되고 있다. 구름의 온도는 약 7,000 K(6,730 ℃, 12,140 ℉)으로, 태양의 표면 온도와 거의 같다. 그러나 우리 은하의 성간물질의 평균 밀도(0.5개/cm)보다 낮은, 입방센티미터당 원자 0.3개로 매우 희박하기 때문에 비열용량은 매우 낮다. 밀도는 국부 성간 구름을 둘러싸는 국부 거품의 가스(0.05개/cm)보다 여섯배 높은 편이다. 비교해 보면, 지구의 대기 끝자락에는 입방센티미터당 분자 1.2×10개가 있다. 450 km(280 마일)에서는 약 5,000만 개로 급격히 감소한다.
고래자리 타우
타우 주위의 먼지 원반은 스펙트럼의 원적외선 부분에서 방출되는 복사열을 측정하여 밝혀냈다. 원반은 중심 별로부터 동심원 모양으로 반지름 55 천문단위 거리에 형성되어 있다. 원반 내 따뜻한 부분에 적외선 복사가 관측되지 않음을 통해 원반의 안쪽 경계는 별로부터 10천문단위 정도임을 알 수 있다. 이에 비해 태양계의 카이퍼 대는 30 ~ 50 천문단위 영역에 펼쳐져 있다. 먼지 원반이 오랜 시간 유지되려면 좀 더 큰 천체들이 지속적으로 충돌하여 새로운 파편들이 공급되어야 할 것이다. 원반 덩어리는 35 ~ 50 천문단위 거리에서 타우별을 돌고 있는데 이는 타우 행성계의 생물권 훨씬 바깥 영역이다. 이 거리는 우리 태양계의 카이퍼 대가 놓여 있는 거리와 거의 비슷한 수준이다.
모래알을 세는 사람
아리스타르코스가 지구와 별들 사이의 거리를 따로 밝히지 않았기 때문에 아르키메데스는 이를 추정할 수 밖에 없었다. 아르키메데스는 다음과 같이 대략적인 우주의 크기를 추정하였다.
이상과 같이 하여 아르키메데스는 우주의 반지름이 약 10 스타디아 정도라고 추정하였다. 이는 약 2 광년 정도의 거리이다.
지구
지구(地球, Earth)는 태양으로부터 세 번째 행성이며, 엷은 대기층으로 둘러싸여 있고, 지구형 행성 가운데 가장 크다. 지구는 45억 6700만 년 전 형성되었으며, 지구와 행성 테이아의 격렬한 충돌로 생성된 달을 위성으로 두고 있다. 지구 의미하는 기호의 두 선분은 자오선과 적도다. 태양에서 지구까지 거리는 약 1억 5000만 킬로미터(1천문단위)이다. 지구는 완전한 구(球)가 아닌 회전타원체에 가깝다. 적도는 반지름이 약 6378킬로미터, 극(極)반지름은 약 6357킬로미터이다. 그 차가 약 20킬로미터이므로 편평도(偏平度)는 매우 낮다. 우리가 흔히 몸무게라고 하면 사람이 지구에서 잰 몸무게를 나타낸다.
태양 광도
태양은 미약하게나마 변광성의 성질을 갖고 있기 때문에 광도도 변한다. 광도가 변하는 주된 주기는 11년으로(태양주기) 광도의 변화량은 전체 광도의 ±0.1% 수준이다. 200 ~ 300년 규모의 또다른 주기가 있는데 이는 11년 주기보다 변화량이 훨씬 더 작은 것으로 알려져 있다.
태양계
혜성은 수 킬로미터 정도 크기의 휘발성 얼음 혼합물로 이루어진 태양계 천체이다. 혜성의 궤도는 매우 이심률이 큰데, 태양에 가장 가까워질 때는 내행성 궤도까지 들어왔다가 멀어질 경우 명왕성 바깥까지 물러나는 경우가 많다. 혜성 중에는 궤도경사각 값이 큰 개체가 많은데, 그중 공전 주기가 백 년이 되지 않는 단주기 혜성의 경사각은 중간 정도이다[19]. 혜성이 내행성 궤도에 진입하면, 태양에 가까워지면서 일사량이 증가하기 때문에 얼음 상태로 존재하던 휘발성 물질이 증발하여 이온화, ‘코마’라는 이름의 꼬리처럼 생긴 구조를 형성한다. 코마는 맨눈으로도 볼 수 있는데, 이는 고대부터 인류가 혜성을 묘사할 때 사용된 강렬한 특징이었다.
목성
목성의 질량은 태양계의 다른 모든 행성을 합한 질량의 2.5 배로, 태양과 목성의 무게중심이 태양의 중심으로부터 1.068 태양 반지름, 즉 태양의 표면 위에 자리잡게 만들 만큼 매우 무겁다. 목성은 크기가 지구보다 훨씬 크지만 밀도는 상당히 낮다. 목성의 부피는 지구의 약 1,321 배이지만 질량은 지구보다 단 318 배 밖에 크지 않기 때문이다.[15][16] 목성의 반지름은 태양의 반지름의 약 1/10 배이며,[17] 그 질량은 태양의 질량의 0.001 배이다. 따라서 두 천체의 밀도는 비슷하다.[18] 목성의 질량(MJ 또는 Mjup)은 다른 천체, 특히 외계행성과 갈색왜성의 질량을 기술할 때 종종 사용된다. 예를 들면 외계행성 HD 209458 b의 질량은 0.69 MJ이며, 안드로메다자리 카파 b의 질량은 12.8 MJ이다.[19]
토성
토성과 태양 사이의 평균 거리는 1,400,000,000 킬로미터(9 천문단위)이다. 공전궤도 평균 속도는 9.69km/s로,[4] 지구 시간으로 태양을 1회 공전하는 데에는 10,759일(29.5년)이 걸린다.[4] 토성 궤도 경사각은 지구 공전면에 대해 2.48도 기울어져 있다.[4] 궤도 이심률이 0.056이기 때문에 토성과 태양 사이 거리는 태양에 가장 가까울 때와 멀어졌을 때 차이가 약 155,000,000 킬로미터이다.[4]
태양계의 형성과 진화
태양이 생겨나고 남은 가스 구름 및 먼지로 이루어진, 원반 모양의 ‘태양 성운’에서 여러 행성이 생성되었다고 여겨진다. 현재 인정받는 행성 생성 이론은 강착(降着) 이론이다. 강착 이론에 의하면, 행성들은 중심부의 원시별 주위를 도는 먼지 알갱이들이 뭉치면서 생겨났다. 이 알갱이들은 직접 서로 충돌하면서 지름이 1~10킬로미터에 이르는 천체, 곧 미행성으로 자라났다. 이 미행성은 작은 천체를 빨아들이면서 수백만 년에 걸쳐 매년 15센티미터 정도씩 지름이 커졌다.
우리은하
우리은하의 지름은 약 10만 광년으로 중심핵은 직경이 약 10,000 광년, 두께는 약 15,000광년이며, 나선팔의 두께는 별들의 영역만을 고려할 경우 약 1,000광년이지만 최근의 관측 결과 가스 등을 포함한 전체 디스크의 두께는 약 12,000 광년으로 기존의 추정치인 6,000광년의 두 배에 달할 것으로 예상된다.[4] 우리은하를 둘러싸고 있는 헤일로는 지름이 약 200,000 광년 정도로 추정되었으나, 일부 구상성단이 은하 중심으로부터 400,000광년 거리에서 발견되는 점 [5], 최근 우리의 이웃은하인 안드로메다 은하의 헤일로가 기존보다 휠씬 먼 400,000광년 이상까지 뻗어있다는 것이 확인됨에 따라 우리은하 헤일로의 규모도 당초 예상보다 훨씬 멀리까지 뻗어있을 가능성이 크다.[6][7]
유로파 (위성)
유로파의 지름은 3100 km로, 달보다 조금 작다. 유로파는 태양계에서 여섯 번째로 큰 위성이면서 15번째로 큰 천체이다. 유로파는 갈릴레이 위성들 중 가장 작지만, 그럼에도 불구하고 태양계에서 유로파보다 작은 모든 위성들을 합한 것보다 더 무겁다. 유로파의 밀도는 유로파가 지구형 행성과 비슷하게 주요 구성 성분이 규산염이라는 것을 시사하고 있다.
태양계
태양은 태양계의 중심에서 태양계 천체를 중력적으로 지배하며, 인류가 그 표면을 관찰할 수 있을 정도로 가까이 놓여 있는 유일한 항성이다[19]. 그 질량은 태양계 구성 물질의 거의 전부를 차지한다. 막대한 질량(지구질량의 33만 2,900배)[20] 때문에 태양 내부는 핵융합이 일어나기에 충분한 밀도가 유지될 수 있으며, 융합 반응을 통해 막대한 양의 에너지가 전자기 복사 형태로 우주 공간으로 방출된다. 전자기 복사 중 400~700 나노미터 띠 부분이 우리가 가시광선으로 부르는 영역이고, 인간의 눈으로 볼 수 있는 부분이다[21].
히페리온 (위성)
히페리온은 태양계 내에 있는 불규칙한 모양의 천체들 중 프로테우스에 이어 두 번째로 많이 찌그러져 있다. 히페리온 표면에 있는 충돌구 중 가장 큰 것은 지름이 121.57 킬로미터에 이르며 깊이는 10.2 킬로미터이다. 왜 이렇게 불규칙한 형태를 갖게 되었는지에 대한 설명으로, 큰 규모의 충돌(이 충돌은 위성 이아페투스 표면에 있는 수수께끼의 검은 물질들의 원인으로도 보고 있다)로 말미암아 떨어져 나온 조각이 현재의 히페리온이라는 것이 있다.
다른 토성의 위성들과 마찬가지로, 히페리온은 밀도가 낮으며 이는 약간의 암석이 섞인 얼음이 천체의 대부분을 구성하고 있음을 의미한다. 히페리온은 물리적 조성으로 볼 때 느슨하게 뭉친 작은 얼음 덩어리들의 뭉치로 보인다. 그러나 다른 위성들과 다른 점은 히페리온은 표면에 있는 어두운 물질들 때문에 반사율이 낮다.(0.2~0.3) 이 검은 물질은 멀리 있는 포에베(훨씬 검다)나 이아페투스 표면에 있는 것과 비슷한 것으로 추측된다. 히페리온의 표면은 포에베에 비해서는 좀 더 불그스름하며, 이아페투스의 검은 부분과 비슷한 색조를 보인다.
태양계
우리 태양계 대부분의 영역은 아직 미지의 세계이다. 태양의 중력장은 약 2광년(12만 5천 천문단위) 범위에 걸쳐 근처의 별들의 중력장을 압도한다. 반대로 오르트 구름의 반지름을 낮게 잡는 학설에 따르면, 태양계의 범위는 5만 천문단위를 넘지 않는다[85]. 세드나 같은 천체의 발견에도 불구하고 카이퍼 대와 오르트 구름 사이에 펼쳐진 수천 ~ 수만 천문단위의 광활한 영역은 아직도 전혀 알려져 있지 않다. 외부 영역 외에도, 그동안 자세히 알려지지 않았던 태양과 수성 사이 공간에 대한 연구가 현재 진행 중이다[86]. 이렇게 알려지지 않은 지대에서 새로운 천체가 발견될 가능성이 있다.
적색거성
태양은 지금으로부터 약 70억 년 내로 적색거성이 될 것으로 예측되며, 그 부피는 현재 태양계 내행성들을 빨아들일 정도로 확장될 것이다. 이 상태에서 태양의 반지름은 지금의 150배에 이르게 된다. 그러나 적색거성이 된 태양은 외포층 대기가 우주 공간으로 탈출하면서 종국적으로 현 질량의 38퍼센트를 잃게 된다. 태양이 질량을 잃어감에 따라 중력은 약해져서, 화성 및 나머지 외행성들의 궤도는 지금보다 태양에서 보다 먼 곳으로 물러나게 될 것이다. 수성과 금성은 부풀어 오른 태양의 외곽 대기층과 마찰을 일으키다가 빨려들어가 최후를 맞을 것이다.
프로테우스 (위성)
프로테우스의 지름은 418킬로미터 정도로, 트리톤을 제외한 해왕성의 위성들 중 가장 크다(태양계 전체에서는 19번째로 큰 위성이다). 그러나 해왕성이 반사하는 빛 때문에 상대적으로 어두운 프로테우스를 망원경으로 찾아내기는 곤란했다.
베텔게우스
전자기 스펙트럼 중 어느 부분(가시광선, 근적외선, 중적외선)이 가장 베텔게우스의 정확한 원반 지름을 구하기에 적합한 파장인지는 논란이 있다. 1996년 중적외선 영역에서 베텔게우스를 연구하던 캘리포니아 대학교 소재 우주 과학 연구소(SSL) 만프레드 베스터는 베텔게우스의 표준원반 각지름을 56.6 ± 1.0 밀리초각으로 구했다. 2000년 SSL 팀은 열원에서 나오는 모든 변수를 무시한 뒤(중적외선 영역에서는 무시해도 좋을 정도의 값이다) 54.7 ± 0.3 밀리초각 값을 얻었다. 여기에 주연감광으로 일어나는 이론적 허용치까지 포함하면 각지름은 55.2 ± 0.5 밀리초각이 된다. 베스터는 2008년 하퍼가 구했던 거리 197.0 ± 45파섹을 이용하여 베텔게우스의 반지름을 구했는데 그 값은 대략 5.6천문단위 또는 1,200으로 대략 목성궤도 반지름 5.5AU를 살짝 넘는 값이었다. 이 결과는 2009년 천문학 잡지("Astronomy Magazine") 및 2010년 NASA의 ‘오늘의 천문학 사진’("Astronomy Picture of the Day")에 실렸다.
태양계
태양은 빛과 함께 대전된 입자, 즉 플라스마의 지속적인 흐름인 태양풍을 발산한다. 이 입자의 흐름은 시속 150만 킬로미터의 속도로 퍼져나가[27], 희박한 태양권을 만드는 데 최소한 100AU까지 퍼져나간다(태양권 계면 문단을 참조)[28]. 이것이 행성간 매질이다. 태양 표면에서 일어나는 태양 플레어나 코로나 질량 방출과 같은 지자기 폭풍은 태양권을 어지럽히고 우주 기후를 만들어 낸다[29]. 태양권 내에서 가장 거대한 구조물은 태양의 회전 자기장으로 인해 행성간 매질에 생성되는 나선형의 태양권 전류편이다[30][31].
달
달(moon)은 지구의 유일한 영구적 자연위성으로, 태양계내의 위성 중 5번째로 크다. 행성의 크기와 연관하여 자연위성 중 가장 크다. 지구 중심으로부터 달 중심까지의 거리는 평균 38만 4400킬로미터로, 지구 지름의 30배이며,[1] 지구에서 태양까지 거리의 400분의 1이다. 달의 지름은 지구의 약 4분의 1, 태양의 약 400분의 1인 3500 km이다. 달의 부피는 지구의 약 1/50 정도이며, 표면에서의 중력은 지구의 약 17%이다. 달은 지구를 약 27.3일에 일주하며(공전 주기), 지구-달-태양의 위치 변화는 29.5일을 주기로 달라지는 달의 상을 만든다(삭망 주기).
성운설
항성은 태양 질량의 약 30만 배, 지름 약 65광년에 이르는 거대하고 차가운 분자수소 구름 속에서 태어나는 것으로 보인다. 수백만 년 시간이 흐르면서 거대분자구름은 붕괴하고 조각나게 된다. 이 조각들은 작고 밀도 높은 핵을 만들며 이 핵은 붕괴하여 항성이 된다. 핵의 질량은 태양 질량의 일부분에서부터 수 배에 이르며 원시항성성운으로 불린다. 원시항성성운의 지름은 2,000–20,000 AU, 입자개수농도는 대략 10,000 ~ 100,000 cm이다.
자기장
최근 태양 주변의 폭발로 인해 지구를 보호하는 자기장 내에 큰 규모의 균열이 발견됐다. 2008년 여름, 두께가 6400km에 이르는 입자층이 지구 대기 바깥에서 관측됐으며 이는 그간 관측된 자기장 균열 규모 가운데 가장 크다고 버클리대 마릿 오이로셋 교수 등이 밝혔다. [2]
태양 상수
태양에서 보이는 지구의 시직경은 약 1/11,700 라디안 (18 각초)이고, 이는 태양에서 보이는 지구의 입체각이 약 1/175,000,000 스테라디안임을 말한다. 따라서, 태양은 지구에 도달하는 복사열보다 약 220억 배 더 많은 열(3.86×10 W)을 방출하고 있으며, 이는 보통 태양 광도라고 부른다.
분자운
거대 분자운은 태양 질량에 대략 103~107배에 달하는 질량을 가진 방대한 분자가스 집합체이다.(GMC) 거대분자운들은 직경이 15~600광년에 달한다(5~200파섹). 태양 근처에서의 조밀도는 입방센치미터당 한개의 분자 정도이지만 GMC의 평균 조밀도는 수백에서 수천배 더 크다. 비록 태양이 GMC보다 조밀도가 더 클지라도 GMC의 부피는 너무 방대해 태양에 비해 더 많은 질량을 가지고 있다. GMC의 기본 구조는 필라멘트,시트,거품, 불규칙한 덩쿨모양의 복합체 구조로 되어있다.필라맨트와 덩쿨형태의 분자운의 밀집 부분은 분자 코어이라고 하는데, 가운데 가장 밀집된 분자코어는 조밀 분자 코어라고 칭하고 입방 센치미터당 10000~1000000개의 분자를 초과하는 조밀도를 가진다. 관측에 의하면 전형적인 분자 코어들은 CO(일산화탄소)를 데리고 다니며 흔적을 남기고 조밀 분자 코어들은 암모니아를 데리고 다니며 흔적을 남긴다. 분자코어내의 먼지의 응집은 보통 배경별에서 오는 빛을 차단하기에 충분해서 어두운 성운으로 보이는 실루엣이 나타난다.
GMC들은 대단히 커서 한 지역의 GMC는 별자리의 중요한 부분을 가릴수 있는데, 그래서 일반인들은 종종 그 별자리의 이름이나 e.g,오리온 분자운이나 황소자리 분자운을 물어본다. 이러한 고정된 GMC들은 굴드 벨트와 동시에 태양의 주위에 고리처럼 존재한다.은하에 존재하는 분자운들의 가장 큰 컬렉션은 반경이 120파섹정도의 은하 중심에 존재하는 비대칭 고리로 이 분자운 고리의 가장 큰 구성 요소는 궁수자리 B2 복합체이다. 궁수자리 지역은 호학적으로 풍부하고 천문학자가 성간 공간에서 새로운 분자를 찾기 위한 포본으로 종종 사용된다.
메크부다
메크부다의 크기 변화를 관측하는 것은 지구에서 달 표면에 있는 농구공 크기 물체가 커지고 작아지는 것을 감지하는 것과 같다. 기술적인 어려움에도 불구하고 1999 ~ 2000년 벤 레인 연구진은 이 별이 수축했을 때와 팽창했을 때의 시지름을 구할 수 있었다. 시지름에 근거하여 구한 지구와 이 별 사이의 간격은 약 1100광년이었다. 이후 2001년 커벨라 연구진은 애리조나주 홉킨스 산 IOTA 망원경을 이용하여 잰 메크부다의 평균 반지름이 1.48 ~ 1.78 밀리초각이라고 밝혔다.
유럽 우주국은 관측에 칠레 소재 파라날 천문대의 VLTI 망원경을 사용했는데, 2001년 5월 언론 보도를 통해 구체적 수치는 수축했을 때 약 1.5 밀리초각에서 팽창했을 때 약 1.8 밀리초각, 평균 1.78 ± 0.02 밀리초각이었으며, 이 값은 이전 연구진들의 결과를 거스르지 않는 것이라고 밝혔다.
태양계
토성(태양에서의 거리 9.5AU)은 질량, 조성 물질, 내부 구조, 자기권 등 모든 면에서 목성보다 조금씩 작은 가스 행성이다. 토성의 가장 큰 특징은 거대한 고리를 들 수 있다. 토성의 부피는 목성의 60퍼센트이지만, 질량은 3분의 1이 채 되지 않는다(지구질량의 95배). 따라서 토성의 밀도는 태양계 행성 중 가장 작다는 결론을 얻을 수 있다. 토성 역시 목성 다음으로 많은 위성을 거느리고 있다. 그중 타이탄과 엔켈라두스, 둘은 지질학적 활동을 하고 있는 것으로 보인다. 다만 지구와는 달리 이들 천체의 화산에서는 얼음 물질이 뿜어져 나온다[59]. 타이탄은 부피만 따질 경우 수성보다 크며, 태양계 위성 중 유일하게 짙은 대기에 둘러싸여 있다.
이중행성
현재는 태양계의 이중행성으로는 명왕성과 위성 카론이 유력하지만, 지구와 달도 이중행성이라고 하는 학자도 있다. 지구와 달의 경우에는 달의 직경은 지구의 1/4, 질량은 1/81이다. 이는 위성의 크기로는 다른 위성 보다 크지만, 질량을 계산하면 지구와 비슷한 크기라고 하기엔 너무 작다. 지구와 달의 중심점은 지구의 표면 안쪽에 있기 때문에 지구와 달은 이중 행성이 아니다는 의견이 일반적이다.