태양계 외곽, 오르트구름, 태양계의 끝

태양계 외곽

태양계의 끝 지점에서 성간의 공간이 시작되는 경계가 명확하게 정의되지는 않았지만 그 이유가 태양계 경계의 두 종류의 힘인 태양풍과 태양 중력이 형성되어 있어서이다. 태양풍의 영향은 태양과 명왕성 간 거리의 다섯 배 정도의 거리이며 태양권 계면이 성간매질이 시작되는 곳으로 추측이 된다. 태양의 힐 구는 이보다는 몇 천배 더 먼 곳까지 이르는 것으로 추측하고 있다. 태양권 계면은 두 개의 별개의 영역으로 구분이 된다. 태양풍이 초속 400킬로 정도의 속력으로 우주를 여행하다가 성간매질 영역에 플라스마 흐름과 충돌하게 된다. 이 충돌이 말단 충격으로부터 발생되는데 말단 충격이 태양풍이 부는 방향으로 태양으로부터 80에서 100 천문단위와 반대방향으로는 태양에서 200천문 단위까지의 거리에 위치해 있다. 이곳은 태양풍이 급격하게 느려지고 있으며 응축되고 요동쳐서 헬리오시스로 알려져 있는 혜성의 꼬리와도 유사하게 생긴 거대 타원 형태의 구조를 만들었다. 헬리오시스는 태양풍이 부는 쪽으로부터 40천문 단위 범주에 걸쳐져 있으며 반대 방향으로는 그 몇 배의 길이로 형성된다. 태영권의 외곽에서 바깥쪽 경계인 태양권 계면은 태양풍이 더 이상 불지 않고 성산 공간이 시작되는 경계이다. 태양권 바깥 경계 모양은 유체동역학에 의거하여 성간의 매질과 태양풍 상호 작용에 의한 결과로 보이며 이는 태양이 자기장의 북반구 쪽이 남반구보다 9천문 단위 보다 더 멀리 뻗어져 있는 것과 유사하다. 태양권을 넘어서 230천문 단위의 인근에 태양풍이 항성 사이 공간으로부터 성간매질과 부딪히며 발생되는 뱃머리 충격파 구조가 형성되어 있다. 태양권이 태양계를 우주선으로부터 어느 정도 잘 보호하고 있는지에 관해 제대로 알려져 있지는 않다. 미국 항공우주연구부서에서 연구 자금을 지원받고 있는 연구 팀이 비전 미션이라는 이름의 태양권 너머 탐사선을 보내고자 하는 계획을 추진하고 있다.

오르트구름과 세드나

오르트구림에는 무수한 얼음 천체로 이루어진 이론적 구역으로 구형의 구름과도 같은 모양을 띤다. 오르트 구름이 장주기 혜성의 근원으로 추측하고 있으며 태양에서는 약 5만 광년 거리까지 둘러 쌓여 있으며 최대로 10만 AU까지 걸쳐져 있다. 이 구역에서는 목성형태의 행성들 중 중력적 상호작용으로서 태양계 안에서부터 튕겨져 나가게 된 혜성으로 구성된 것 같다. 오르트 구름 천체는 아주 천천히 움직이고 있으며 때에 따라 지나가고 있는 다른 항성의 충돌 또는 중력작용과 우리 은하의 은하계 조력 등 드문 현상으로 인한 섭동이 발생되기도 한다. 세드나는 아주 크고 붉게 빛나는 명왕성과 아주 유사한 천체이며 특이하게도 길쭉한 타원 궤도를 갖고 있다. 궤도가 길어서 근일점에 도달했을 때는 그 거리가 76AU인 것에 비해 원일점으로부터 928AU에 달하며 궤도를 한 바퀴 다 도는데 까지 1만 2050년이 걸린다고 한다. 2003년에는 천체를 발견하게 된 마이클 브라운이 세드나가 해왕성의 영향을 받기에는 근일점이 아주 멀기 때문에 산란 분포대 또는 카이퍼 대에 포함할 수 없다고 주장한다. 브라운과 다른 천문학자들로부터 세드나가 근이점이 45AU이며 원일점은 415AU 그리고 공전 주기는 3420년에 새로운 집단에 포함될 것이라고 간주하고 있다.

태양계의 끝과 은하적 맥락

태양계 대부분의 영역이 아짂까지 미지의 세계로 알려져 있지 않다. 태양은 중력장이 약 2광년 범위에 걸쳐져 있으며 근처의 별들이 중력장을 압도하고 있다. 이와 정 반대의 경우 오르트 구름이 반지름을 낮게 잡고 있는 학설에 의거하면 태양계 범위가 5만 천문단위를 넘어서지 않는다고 한다. 세드나와 같은 천체의 발견에 불구하고 카이퍼 대와 오르트 구름 간에 펼쳐져 있는 아주 많은 수의 광활한 영역이 아직까지 알려져 있지 않다. 우리 은하는 약 2천억 개의 별이 존재하고 있다. 폭이 대략 10만 광년인 막대 나선 은하의 우리 은하 안에 자리 잡고 있다. 우리 태양이 오리온 팔콘으로 불려지는 은하 바깥쪽 나선팔 안에 있다. 태양이 은하핵으로부터 3만 광년 거리 정도 떨어져 있는 곳에 놓여 있으며 초당 220킬로미터 속도로 공전한다. 이 속도에 의거하면 태양이 은하 중심부 핵을 한번 도는 것이 3억 년이 걸린다고 한다. 은하 중심을 한번 도는 시간은 일명 태양계의 은하년이라고 한다. 이는 태양항점이 허큘리스자리의 부근에 밝은 별 베가의 방향에 있다. 태양계의 위치는 은하 내에서 지구에 생명체가 태어나 성장하는데 중요한 요인이 되었다. 은하 핵을 중심 부로 태양계 궤도 모양이 원의 형태에 가까우며 나선팔과 비슷한 속도의 중심부를 돌고 있다. 태양계가 위험한 초신성 폭발이 나선 팔을 통과하지 않는다는 의미이며 지구가 아주 오랜 기간 생명체의 진화가 안정적이게 유지할 수 있는 시간적 여유가 있었다. 항성이 잔뜩 존재하고 있는 은하의 중심부에서 거리가 떨어져 있다. 은하의 중심에는 근처 항성들이 중력의 작용으로 서로 당기고 있기 때문에 오르트 구름과 같이 작은 천체 궤도를 흔들고 있으며 그들이 내행성을 향해 낙하하게 되어 지구 생명체 전체를 멸종시킬 파멸적 충돌을 일으킬 확률이 높다.