청소년을 위한 교양 천문학: 태양 구조

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 09월 05일 출간

작품소개

책소개

태양은 지구 생명체의 모든 에너지원이며 우리 태양계의 중심에서 46억 년간 핵융합 반응을 지속해온 항성입니다. 이 책은 중학생들이 대학 수준의 천문학 지식을 쉽게 이해할 수 있도록 태양의 구조와 작동 원리를 체계적으로 설명합니다. 갈릴레이의 흑점 발견부터 현대 우주 탐사선의 관측 결과까지, 태양 연구의 역사와 함께 태양의 질량이 지구의 33만 배이고 표면 온도가 5800도라는 기본 정보부터 시작하여 복잡한 내부 구조까지 단계별로 접근합니다. 25개 챕터를 통해 태양이 단순한 불덩어리가 아닌 정교한 구조를 가진 거대한 핵융합 발전소라는 사실을 깨달을 수 있습니다.

태양 내부는 핵, 복사층, 대류층으로 구분되며 각 층에서 서로 다른 물리 현상이 일어납니다. 중심부에서는 초고온 초고압 상태에서 수소 원자핵이 헬륨으로 변하는 핵융합 반응이 진행되어 막대한 에너지를 생성합니다. 이 에너지는 광자 형태로 복사층을 통과하면서 수십만 년에 걸쳐 천천히 바깥으로 이동하고, 대류층에서는 뜨거운 가스의 순환으로 표면까지 전달됩니다. 태양 표면인 광구에서는 과립 현상과 흑점이 관찰되며, 그 위의 채층과 코로나에서는 온도가 역설적으로 상승하여 100만도에 이르는 신비로운 현상이 나타납니다. 이러한 태양의 층상 구조는 각각 독특한 물리적 특성을 보여주며 현대 천체물리학의 핵심 개념들을 이해하는 출발점이 됩니다.

태양은 11년 주기로 활동성이 변화하며 흑점 수의 증감, 플레어 폭발, 코로나 질량 방출 등 다양한 현상을 보입니다. 이러한 태양 활동은 태양풍을 통해 지구에 직접적인 영향을 미쳐 오로라를 만들어내고, 때로는 인공위성 장애나 통신 두절을 일으키기도 합니다. 마우더 극소기와 같은 태양 활동의 장기 변화는 지구 기후에도 영향을 주어 소빙하기를 초래했다는 연구 결과가 있습니다. 태양 자기장은 이 모든 활동의 원동력으로 작용하며, 자기 재결합 과정에서 순간적으로 방출되는 에너지는 수소폭탄 수십억 개에 해당하는 위력을 보입니다. 현재 우주 날씨 예보 시스템이 개발되어 태양 활동을 모니터링하고 있으며, 이는 현대 기술 사회의 안전을 위해 점점 더 중요해지고 있습니다.

최근 파커 태양 탐사선이 인류 최초로 태양 코로나에 직접 진입하여 관측을 수행하고 있으며, 솔라 오비터는 태양의 극지 관측을 통해 새로운 발견을 이어가고 있습니다. 지상에서는 다니엘 K. 이노우예 태양망원경이 태양 표면의 세밀한 구조를 포착하고 있고, 일광지진학을 통해 태양 내부의 진동을 분석하여 보이지 않는 태양 속을 탐사하고 있습니다. 인공지능 기술은 태양 활동 예측의 정확도를 높이고 있으며, 핵융합 에너지 개발에도 태양 연구 성과가 활용되고 있습니다. 이 책은 이러한 최신 연구 동향과 함께 태양이 50억 년 후 적색거성을 거쳐 백색왜성으로 진화할 미래 시나리오까지 다루어, 독자들이 태양을 시간적 관점에서도 이해할 수 있도록 돕습니다. 태양 연구는 외계 행성 탐사와 우주 개발의 기초가 되며, 인류의 미래 에너지 문제 해결에도 핵심적인 역할을 할 것입니다.

목차

1. 태양 탐험의 시작
2. 태양의 기본 정보
3. 태양 내부 구조 개관
4. 태양의 핵심부
5. 복사층의 신비
6. 대류층의 역동성
7. 광구의 특징
8. 태양 흑점의 비밀
9. 채층의 신비로운 세계
10. 코로나의 장관
11. 태양 자기장의 힘
12. 태양풍의 여행
13. 태양 활동 주기
14. 태양 폭발 현상
15. 홍염과 필라멘트
16. 태양 진동과 내부 탐사
17. 태양 관측 기술
18. 태양의 탄생 이야기
19. 태양의 미래 운명
20. 다른 별과의 비교
21. 태양과 지구 기후
22. 우주 날씨 예보
23. 태양 에너지 이용
24. 태양 연구의 최전선
25. 태양과 인류의 미래

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.