이론천문학 정의, 태양천문학에 대해 알아보자.

🟦 이론천문학(Theoretical Astronomy) 이란
이론천문학은 물리학과 수학을 바탕으로 우주의 현상을 설명하고 예측하는 학문이다. 
망원경과 장비를 이용해 데이터를 수집하는 관측천문학과 달리, 이론천문학은 수학적 모델과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 천체와 우주의 진화를 연구한다.
이론 천문학자들은 천체나 천문현상을 이해하기 위해 모형이나, 컴퓨터를 이용한 수치 모형을 사용하여 연구한다
이론 천문학자들은 모형을 만들고, 그 모형이 옳다면 어떤 결과를 나타낼지를 연구하여 더 옳은 것이 무엇인지를 알아낼 관측자료들을 수집하거나 실험을 통해 계획한다
그러하여 관측 결과를 설명할 수 있게 모형을 수정하여 발전시켜 나간다
만약 관측 결과와 이론이 모순된다면 그 모형은 폐기되기도 한다. 
이론천문학의 주제 : 천체 역학, 별의 진화, 은하의 형성과 진화, 우주 거대구조, 우주선의 기원, 일반 상대론, 물리 우주론 등이 있다


🟦이론천문학의 주요 연구 분야
📌 천체역학 (Celestial Mechanics)
뉴턴 역학과 상대성이론을 이용해 천체의 운동을 분석한다
행성과 위성의 궤도, 중력 상호작용, 카오스 이론 연구한다
📌 상대론적 천체물리학 (Relativistic Astrophysics)
아인슈타인의 일반 상대성이론을 기반으로 블랙홀, 중력파, 중력렌즈 연구한다
우주에서 강한 중력장이 작용하는 환경 분석한다
📌 항성의 구조와 진화 (Stellar Evolution)
별의 탄생과 진화 과정 연구한다 (예: 적색거성, 초신성, 중성자별, 블랙홀 형성)
항성 내부에서 일어나는 핵융합 반응과 에너지 방출 과정 연구한다
📌 은하 천문학과 우주론 (Galactic Astronomy & Cosmology)
우리은하 및 외부 은하의 구조와 운동 연구한다
빅뱅 이론, 암흑물질, 암흑에너지, 우주의 팽창 연구한다
📌 고에너지 천체물리학 (High-Energy Astrophysics)
블랙홀, 감마선 폭발(GRB), 초신성 폭발 같은 극한 환경 연구한다
플라즈마 천체물리학과 자기장, 전자기파 분석한다


🟦 태양 천문학(Solar Astronomy)
태양 천문학은 태양의 구조, 활동, 에너지 방출, 자기장, 그리고 태양과 지구 및 태양계의 상호작용을 연구하는 천문학의 한 분야이다. 태양은 지구에서 가장 가까운 항성이므로, 이를 연구함으로써 다른 별들의 물리적 성질도 이해할 수 있다.

🔶 태양의 기본 구조
태양은 여러 층으로 이루어져 있으며, 각 층마다 서로 다른 물리적 특성을 가진다.
또한 태양은 지구에서 빛의 속도로 8분 거리에 자리 잡고 있다
가장 연구가 상세하게 이루어진 항성이고, 46억살의 주계열성 천체이다.
태양은 흑점주기로 알려진 주기적인 밝기의 변화를 보여준다, 
태양은 해가 지날수록 밝기가 천천히 증가하고 있으며, 처음 주계열성으로 생애를 시작하였을 때 비해 현재 40% 정도 밝아졌다


🔶 태양의 내부 구조
📌 핵(Core)
태양 에너지의 원천으로, 핵융합(수소→헬륨) 반응이 일어날 정도의 뜨겁고 압력이 높다.
태양의 핵 중심 온도는 약 1,500만 K이다
양성자-양성자 연쇄반응과 CNO 순환을 통해 에너지를 방출한다

📌 복사층(Radiative Zone)
핵에서 생성된 플라즈마는 에너지가 방사(복사) 과정을 통해 천천히 외부로 이동한다
에너지가 밖으로 나가는 데 수천~수십만 년이 걸릴 수 있다.

📌 대류층(Convective Zone)
뜨거운 플라즈마가 대류 운동을 하며 에너지를 전달한다
내부 물질이 끓는 듯한 패턴(태양 과립, granulation)을 형성한다
태양의 대류층이 자기장을 발생시키는 원인이며, 자기장을 통해 태양 표면에 흑점이 생겨나는 것으로 알려져 있다. 

🔶 태양의 대기 구조

📌 광구(Photosphere)
태양에서 눈으로 볼 수 있는 바깥 표면이며 온도 약 5,500 K 이다. 
태양의 가시광선이 방출되는 영역이다
흑점(Sunspot)과 쌀알 무늬(Granulation) 관찰할 수 있다

📌 채층(Chromosphere)
광구 위에 얇은 지대로 태양 대기의 중간층이다. 
채층의 온도가 약 10,000 K까지 증가한다
홍염(Prominence)과 스피큘(Spicule) 같은 현상이 발생한다

📌 코로나(Corona)
태양의 가장 바깥층이며, 채층 위에 형성되어 있다. 이곳의 온도는 100만 K 이상이다
강력한 자기장이 존재하며, 태양풍(Solar Wind)의 근원이며 개기일식 때 맨눈으로 관찰할 수 있다


🟦태양의 활동과 현상
📌 흑점(Sunspots)
자기장이 강하게 집중된 부분으로, 주변보다 온도가 낮아 어둡게 보인다
태양 활동의 강도를 나타내는 지표이다

📌 태양풍(Solar Wind)
고온 플라즈마가 태양의 중력을 벗어나 우주로 방출하며 태양권계면까지 이어지는 현상이다
지구의 자기장과 상호작용하여 밴 앨런대를 형성하고 지구의 대기로 내려와 오로라(Aurora)를 형성한다

📌 플레어(Solar Flares)
태양 표면에서 강력한 에너지가 폭발적으로 방출되는 현상이다
X선, 감마선이 방출되며, 지구의 통신 장애와 전력망 교란을 유발할 수 있다.

📌 코로나 질량 방출(Coronal Mass Ejection, CME)
대량의 플라즈마와 자기장이 우주로 방출되는 현상이다
강력한 CME는 지구에 도달하여 위성, 전력망, 통신 시스템에 영향을 줄 수 있다.


🟦 태양 관측 장비를 이용한 태양 천문학의 연구 방법
지상 망원경: 대기 왜곡을 줄이기 위해 고산지대에 설치 (예: 미국의 DKIST 망원경)
우주 망원경: 지구 대기의 영향을 받지 않고 태양을 연구 (예: SOHO, SDO, Parker Solar Probe)