1. 태양계의 구성
우리가 밤하늘을 올려다보면, 수 세기 동안 우리를 사로잡아온 수많은 별들을 볼 수 있습니다. 광활한 공간인 태양계는 눈부시게 많은 행성, 달, 소행성 등이 있습니다. 태양계의 중심은 뜨겁고 빛나는 가스로 이루어진 거대한 별인 태양입니다. 태양은 표면 온도가 섭씨 5,500도(화씨 9,932도) 정도입니다. 태양은 중력을 이용하여 주변 천체들을 자신 주위로 공전시키는 역할을 합니다. 행성은 태양 주변을 공전하는 큰 천체입니다. 주로 투명한 궤도를 따라 움직이며 두 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 내부 행성입니다. 태양에 가까운 행성으로 수성, 금성, 지구, 화성이 있습니다. 이들은 돌과 금속으로 덮여있으며, 비교적 더 높은 밀도를 가지고 있습니다. 두 번째는 외부 행성입니다. 태양에서 멀리 떨어진 위치에 있는 대기 주위에 가스를 가진 행성으로 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 있습니다. 이들은 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며 크기가 크고 낮은 밀도를 가지고 있습니다. 소행성은 행성과 태양 사이의 궤도를 따라 움직이는 작은 천체들입니다. 돌과 금속으로 이루어져 있으며, 소행성 벨트에 속하는 천체들이 있습니다. 혜성은 주로 외부 태양계에서 유래한 작은 천체로 얼음과 먼지로 이루어져 있습니다. 혜성은 태양에 가까워질 때 얼음이 증발하면서 꼬리를 만듭니다. 미세 행성은 행성은 아니지만 주변을 공전하는 천체들로 소행성이나 혜성과 유사한 특징이 있습니다. 미세 행성의 예로는 명왕성과 세레스가 있습니다.
2. 태양계의 형성
이러한 태양계는 약 45억 년 전에 생성되었습니다. 태양계가 형성되는 과정은 천문학적 연구와 컴퓨터 모델링을 통해 밝혀졌습니다. 태양계는 5단계를 거쳐 형성되었습니다. 첫 번째는 분자 구름의 축적입니다. 분자 구름이라고 하는 거대한 가스와 먼지 구름이 중력과 압력의 상호 작용으로 압축됩니다. 이 압축은 외부의 충격파, 인접한 별의 폭발 등의 영향으로 시작되었습니다. 두 번째로 회전하는 원반이 형성됩니다. 분자 구름이 압축되면 중심 부근에서 물질이 더 밀집되고 중심 부분에 중력이 형성됩니다. 동시에 외부 영역에서는 먼지와 가스 입자들이 작은 궤도로 회전하면서 중심으로 떨어집니다. 이렇게 형성된 회전하는 원반을 태양 원반이라고 합니다. 세 번째는 원반에서 행성이 형성됩니다. 태양 원반 내에서 먼지와 가스 입자들은 중력에 의해 뭉쳐지고 이로 인해 작은 천체들이 형성됩니다. 이러한 천체들은 지속적으로 성장하고, 행성 형성 단계로 진화합니다. 가장 중요한 행성 형성 모델 중 하나는 "코어 형성" 모델로 물질이 중심에 모여 결정화 핵(코어)을 형성하고, 이 코어 주변에 가스가 축적하여 행성 가스 외피가 형성됩니다. 네 번째는 혜성, 소행성, 위성 형성입니다. 태양계 형성 중에는 행성과 함께 혜성, 소행성 및 위성도 형성됩니다. 다섯 번째는 남은 가스와 먼지 제거입니다. 태양계 내의 원반은 시간이 지남에 따라 줄어들고, 남은 가스와 먼지는 태양의 중력과 태양풍에 의해 제거됩니다. 이 과정을 통해 태양계의 천체들이 상대적으로 안정된 궤도에 위치하게 됩니다.
3. 태양계의 소멸
앞서 밝힌 바와 같이 태양계는 약 45억 년 전에 생성되었습니다. 태양은 수소를 헬륨으로 핵융합하는 과정을 통해 에너지를 방출하고 있으며, 앞으로 약 50억 년 정도의 수명을 가질 것으로 예측하고 있습니다. 태양이 수소를 소진하고 헬륨으로 핵융합을 계속할 때 태양은 팽창하고 더욱더 뜨거워질 것입니다. 이로 인해 지구와 같은 행성과 위성은 점점 더 가열되고 바깥쪽 대기층은 소멸할 것입니다. 태양이 적색 거성으로 더욱 팽창하게 되면 지구와 다른 행성들이 사라질 수 있습니다. 태양이 적색 거성 단계를 거친 후에는 외부 대기층을 분출하고 남은 핵은 흰색 왜성으로 변화할 것입니다. 최종적으로는 작은 백색 왜성으로 수렴하여 소멸할 것입니다. 태양계는 이러한 단계를 거쳐 수십억 년 또는 수백억 년 후에 소멸될 것으로 예상됩니다.