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흑점의 구조와 수명


1. 흑점


  • 태양의 광구에서 주위보다 온도가 2000 K쯤 낮아서 상대적으로 어둡게 보이는 부분
  • 광구 아래에 생긴 강한 자기장이 대류에 의한 에너지 전달을 방해하기 때문에 생긴다.


2. 흑점의 구조와 수명


  • 흑점의 크기 : 크기가 다양하며, 중심부에는 아주 어두운 암부와 그 주위에는 덜 어두운 반암부가 관측된다.
  • 흑점의 수명 : 크기가 작은 것은 1일 이내에 소멸되지만, 큰 것은 모양이 변하면서 수개월 동안 지속된다.


흑점의 구조


◇ 흑점의 밝기와 크기

태양의 흑점은 태양 표면에서 주변보다 어두워 보일 뿐, 실제로 그 밝기는 보름달의 10배 이상이다. 이러한 흑점의 크기는 작은 것은 지름이 수천 km에서 큰 것은 수만 km에 이른다.1611년 갈릴레이는 망원경으로 태양의 흑점을 확인했으며, 흑점수는 극대기에 평균 150여개가 나타난다. 태양 표면에서 흑점이 생기고 거대한 폭발이 일어나는 것도 태양 표면 아래에서 일어나는 자기장의 변화 때문이라는 사실이 밝혀져 있다.




흑점 수의 변화


  • 약 11.2년을 주기로 흑점 수가 증감하는데, 태양 활동이 활발할수록 흑점 수가 많아진다.
  • 흑점 수 변화의 주기에 따라 태양 표면에서 흑점이 생기는 위치가 달라진다.
  • 흑점 수가 적은 극소기에는 흑점이 위도 30 ˚부근에서 출현하기 시작하고, 흑점 수가 많은 극대기일 때에는 흑점이 주로 위도 15 ˚ 부근에서 나타난다.


흑점 수의 증감 주기


흑점의 위도 분포

◇ 나비 도표

오랫동안 관측한 흑점의 수와 위도별 분포를 그래프로 나타내 보면, 그래프 모양이 규칙적으로 변하며 나비 모양으로 나타나는데, 이를 나비 도표라고 한다.

태양의 흑점은 대부분 한 달 이상을 넘기지 못하며, 사라질 때까지 같은 위도에 위치하고, 이후 새로 생기는 흑점은 더 낮은 위도에서 나타나는 경향이 있다. 그리고 적도 부근에서 생성된 흑점들이 사라지면, 새로운 흑점이 남북 위도 30 ˚ 지역에서 생겨난다.

남북 위도 15 ˚ 부근에서 흑점이 나타날 때 흑점 수는 최대에 이르게 된다.

나비 도표


태양의 흑점과 태양의 자전


1. 흑점의 이동 방향


  • 지구의 관측자가 보면 태양의 흑점은 동쪽에서서쪽으로 이동하는 것처럼 보이는데, 이는 태양이 반시계 방향(서 → 동)으로 자전하기 때문이다.
  • 흑점의 위치는 광구면에 고정되어 있으므로 흑점이 이동한다는 사실은 태양의 자전을 의미한다.


흑점의 이동


흑점의 이동 방향

지구에서 남쪽 하늘에 떠 있는 태양을 볼 때에는 왼쪽이 동쪽이고, 오른쪽이 서쪽이다.

흑점은 태양 표면의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하므로 흑점은 동쪽에서 서쪽으로 이동한다.흑점이 동 → 서로 이동한다는 것은 지구의 관측자가 본 방향이며, 태양의 실제 자전 방향은 태양을 자전축의 북극에서 내려다 보았을 때 지구의 자전 방향과 같은 서 → 동의 방향(시계 반대 방향)이 된다.


흑점의 이동 방향



2. 흑점의 이동 속도


  • 흑점의 이동 속도는 위도에 따라 다르게 나타난다.➞ 적도에서는 약 25일, 중위도에서는 약 28일, 고위도(극 부근)에서는 약 36일로 고위도로 갈수록 흑점의 이동 속도가 느려진다.


  • 흑점의 이동 속도가 각 위도마다 다르게 나타나는 이유는 태양이 기체 상태로 되어 있어 저위도로 갈수록 태양의 자전주기가 짧아지기 때문이다. (태양이 고체라면 흑점의 이동 주기가 위도에 관계없이 모두 같아야 한다.)



흑점의 이동 속도



3. 태양의 자전 주기


  • 고위도인 양 극에서 약 36일이고, 저위도인 적도에서 약 25일로, 저위도로 갈수록 태양의 자전 주기가짧다. ➞ 태양의 표면이 기체 상태로 되어 있다는 증거



관련문제

문제

01

그림은 최근 10년 동안 흑점 수의 변화와 태양 표면에서 나타나는 흑점의 위치 변화를 나타낸 것이다. 이 자료에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보기>

흑점의 수와 위치 변화


<보기>


ㄱ. 흑점 수의 증감 주기는 약 6년이다.

ㄴ. 흑점은 고위도에서 저위도로 이동한다.

ㄷ. 위도 30 ˚부근에서 출현한 흑점은 약 11년 후에 소멸한다.

ㄹ. 2001년에는 2005년보다 지구에서 자기 폭풍이 빈번하게 발생했을 것이다.

선택지

① ㄴ

② ㄹ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ

⑤ ㄷ, ㄹ

정답 :

해설 :

태양 흑점 수의 증감 주기는 약 11.2년이며, 흑점의 수명은 작은 것이라면 하루 이내에 소멸되지만 큰 것은 수개월 동안 지속된다.


흑점은 생성된 후 소멸할 때까지 위치가 거의 변하지 않는다. 따라서 흑점은 고위도에서 생성되어 저위도로 이동하면서 소멸되는 것이 아니라, 새로운 흑점이 생성되는 위치가 고위도에서 점차 저위도로 변해 가는 것이다. 2001년은 2005년보다 흑점 수가 많다. 흑점 수가 많을 때는 태양 활동이 활발하여 지구에서 자기 폭풍이 빈번하게 발생한다.


ㄱ. 흑점 수의 증감 주기는 극대기에서 다음 극대기 또는 극소기에서 다음 극소기까지의 시간이므로 약 11년이 된다.

ㄴ. 고위도에서 생성되었던 흑점이 시간이 지나면서 소멸하고, 저위도쪽에서 새로운 흑점이 생겨난다.

ㄷ. 흑점 수의 증감 주기는 약 11년이며, 위도 30 °부근에서 출현한 흑점이 11년 후에 소멸하는 것은 아니다. 흑점은 크기가 작은 것은 하루 이내에 소멸하고, 크기가 큰 것은 수개월 동안 지속된다.

문제

01

그림은 약 1개월 동안 지구에서 태양 표면을 관측한다고 할 때 흑점의 위치가 달라지는 모습을 나타낸 것이다. 이를 통해 알 수 있는 사실로 옳은 것은?

<보기>

흑점의 이동

선택지

① 적도 근처의 흑점은 태양의 자전 속도보다 빠르게 움직인다.

② 흑점의 이동은 지구의 자전 때문에 생기는 겉보기 현상이다.

③ 흑점의 이동은 지구의 공전 때문에 생기는 겉보기 현상이다

④ 태양을 자전축의 북극에서 내려다 보면 지구와 태양의 자전 방향은 서로 반대이다.

⑤ 흑점의 이동은 태양의 자전 때문에 나타나므로 흑점이 원래 위치로 올 때까지 걸린 시간은 태양의 자전 주기가 된다.

정답 :

해설 :

흑점의 이동 속도가 위도별로 다른 것은 기체로 되어 있는 태양의 자전 속도가 위도에 따라 차이가 나기 때문이다.

흑점이 이동하여 다시 원래의 위치로 올 때까지의 시간이 그 위도에서 태양의 자전 주기가 된다. 자전축의 북극에서 내려다보면 태양의 자전 방향은 지구의 자전 방향과 같은 시계 반대 방향이다. 태양 적도 근처의흑점이 고위도 지역의 흑점보다 빠르게 이동하는 것은 저위도일수록 태양의 자전 속도가 빠르기 때문이다.

참고서 연관목차

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  1. 1.소중한 지구

    1. 1 . 행성으로서의 지구

    2. 2 . 지구의 선물

    3. 3 . 아름다운 한반도

  2. 2.생동하는 지구

    1. 1 . 고체 지구의 변화

    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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