태양계 외곽

10. 태양계 외곽

 

태양계가 끝나고 성간 공간이 시작되는 경계선이 어디인지는 명확하게 정의되지 않았는데, 그 이유는 태양계의 경계면을 두 가지 다른 힘인 태양풍과 태양 중력이 형성하고 있기 때문이다. 태양풍의 영향이 미치는 곳은 대략 태양에서 명왕성까지 거리의 네 배 되는 곳으로, 이 태양권 계면을 성간 매질이 시작되는 곳으로 추측하고 있다. 그러나 태양의 힐 구(태양의 중력이 미치는 범위)는 이보다 천 배는 더 먼 곳까지 이르는 것으로 여겨진다.

 

 

10 - 1 태양권 계면

 

 태양권 계면은 두 개의 별개 영역으로 나뉜다. 태양풍은 초속 400Km 정도의 속도로 우주를 여행하다가, 성간 매질 영역에서 플라스마의 흐름과 충돌한다. 이 충돌은 말단 충격으로 일어나는데, 말단 충격은 태양풍이 부는 방향으로 태양으로 부터 80~100 천문단위, 반대 방향으로는 태양으로부터 200 천문단위 정도 거리에 위치하고 있다. 이곳에서 태양풍은 급격하게 느려지며, 응축되고 요동쳐서 "헬리오시스"로 알려진 마치 혜성의 꼬리와 비슷하게 생긴 거대한 타원형 구조를 형성한다. 헬리오시스는 태양풍이 부는 쪽으로는 그 몇 배의 길이로 형성된다. 태양권의 바깥 경계인 태양권 계면은 태양풍이 더 이상 불지 않고 성간 공간이 시작되는 경계이다.

태양권계면 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 태양권 바깥 경계의 모양은 유체동역학에 따른 성간 매질과 태양풍의 상호작용 결과로 보이는데, 이것은 태양의 자기장이 북반구 쪽이 남반구보다 9 천문단위 더 멀리 뻗어있는 모양과 비슷하다. 태양권 너머 230 천문단위 부근에는 태양풍이 항성 간의 공간에서 성간 매질과 부딪치면서 발생하는 뱃머리 충격파 구조가 있다.

 

 

10 - 2 오르트 구름

 

 오르트 구름은 무수한 얼음 천체로 이루어진 이론적인 구역으로 구형의 구름과 같은 형상이다. 이 오르트 구름은 장주기 혜성의 원천으로 추측한다. 태양에서 약 50,000AU 거리까지 둘러싸고 있고, 멀리는 10만 AU 까지 퍼져있다. 이 구역은 목성형 행성의 중력적 상호작용으로 태양계 안쪽에서 튕겨져 나간 혜성으로 구성되어 있다. 오르트 구름의 천체는 매우 천천히 움직이며, 때에 따라 지나가는 다른 항성의 충돌이나 중력 작용, 우리은하의 은하계 조력 등의 현상으로 섭동이 일어나기도 한다.

오르트 구름 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 

10 - 3 세드나

 

 세드나는 태양에서의 평균거리가 525.86AU이고, 거대하고 불그스름하며, 명왕성과 비슷한 천체로 길쭉한 타원의 궤도를 갖고 있다. 궤도가 너무 길어서 근일점에 도달했을 때의 거리가 76AU인데, 원일점까지의 거리는 928AU에 달하고, 궤도를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간은 12,050년이다. 2003년에 이 천체를 발견한 마이클 브라운은 세드나가 해왕성의 영향을 받기에는 근일점이 너무 멀어서 산란 분포대나 카이퍼 대에 속할 수 없다고 주장했다. 브라운과 다른 천문학자들은 세드나가 근일점이 45AU이고, 원일점이 415AU, 공전 주기가 3420년인 (148209) 2000 CR105와 함께 새로운 집단에 포함된다고 간주한다. 브라운은 이 새로운 집단을 "안쪽 오르트 구름"이라고 이름 지었다. 세드나는 그 생김새를 확실히 알 수 없지만 왜행성으로 추측하고 있다.

 

 

10 - 4 태양계의 끝

 

 우리 태양계 대부분의 영역은 아직도 미지의 세계이다. 태양의 중력장은 약 2광년(125,000 천문단위) 범위에 걸쳐 근처의 별들의 중력장을 압도한다. 반대로 오르트 구름의 반지름을 낮게 잡는 학설에 따르면 태양계의 범위는 5만 천문단위를 넘지 않는다. 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 자세하게 알려지지 않은 태양과 수성 사이의 공간에 대한 연구가 진행 중이다. 이렇게 알려지지 않은 지대에서 새로운 천체가 발견될 가능성이 있다.