태양은 지구의 몇 배 크기인가?
태양
태양의 수명은 약 123억 6500만년이고 핵우주 연대학에 따르면 45억 6720만년 전에 형성되었다. 분광형은 G2V이며 비공식적으로 "노란색 별"로 불리는데, 그 이유는 태양이 지구에서 황색으로 보이기 때문이다. 실제로는 가시광 복사가 스펙트럼상 초록 부분에서 가장 강렬하다.. 다만 실제로 우주에서 보면 태양은 g형 주계열성이므로 흰색으로 보인다. 이 분광형 표시에 있어서 G2는 태양 표면의 유효 온도가 약 5,778K켈빈임을, V는 우주의 다른 대다수 별과 마찬가지로 태양이 원자 핵융합을 통해 에너지를 생산하는 주계열성임을 뜻한다. 태양은 중심핵에서 초당 4억 3천만~6억 톤의 수소를 태운다. 태양은 천문학자들에게 있어 한때는 작고 상대적으로 눈에 띄지 않는 별이었으나 이제는 우리 은하 별들 중에서 밝은 축에 드는 존재로 인정되고 있다. 우리 은하 별 대부분(90퍼센트)은 작고 어두운 적색 왜성이다. 이들은 아무리 밝아도 태양 밝기 10%에 불과한다. 태양의 지름은 약 139만 2천 킬로미터로 지구보다 109배 크며, 질량은 2 킬로그램으로 지구보다 약 33만 배 무거워 태양계 전체 질량의 약 99.86%를 차지한다.
태양 질량 약 4분의 3은 수소, 나머지 4분의 1은 대부분 헬륨이다. 총질량 2퍼센트 미만이 산소, 탄소, 네온, 철 같은 무거운 원소들로 이루어져 있다. 태양의 뜨거운 코로나는 우주 공간으로 연속적으로 뻗어 있으며, 여기에서 대략 100천문 단위 거리 태양 권계면까지 뻗어 있는, 대전(帶電)된 입자의 흐름인 태양풍이 만들어진다. 태양풍이 만들어 낸 성간 매질 속 거품 구조인 태양권은 태양계 내에서 가장 거대한 구조이다. 태양은 백색광을 내지만 지구 표면에서 볼 때 파란색 빛이 일으키는 대기 산란 때문에 노란색으로 보일 수 있다. 태양은 지구와 대략 1억 4960만 킬로미터(1천문단위) 떨어져 있으나, 정확히는 매년 1월 근일점에서 가장 가까워지고 7월 원일점에서 가장 멀어진다. 빛이 태양을 출발하여 이 거리를 지나 지구까지 오는 데에는 약 8분 19초가 걸린다. 태양의 절대 등급은 +4.83이나 지구에서 가깝기 때문에 겉보기 등급은 -26.74로 아주 밝게 보인다.
창백한 푸른 점
이 사진은 1990년 2월 14일 보이저 1호가 촬영했다. 이 사진에서 지구의 크기는 0.12화소에 불과하며, 작은 점으로 보인다. 촬영 당시 보이저 1호는 태양 공전면에서 32도 위를 지나가고 있었으며, 지구와의 거리는 61억 킬로미터였다. 태양이 시야에서 매우 가까운 곳에 있었기 때문에 좁은 앵글로 촬영했다. 사진에서 지구 위를 지나가는 광선은 실제 태양광이 아니라 보이저 1호의 카메라에 태양빛이 반사되어 생긴 것으로, 우연한 효과에 불과하다.
대량절멸
생물의 멸종이 주기적이라는 생각을 한 충돌론을 주장하는 학자들은 충돌의 원인을 태양계와 우리 은하계의 운동에서 찾았다. 그 하나가 네메시스라 부르는 태양의 연성이나 해왕성 부근에 있는 태양계의 열 번째 행성인 행성 X의 존재이다. 별은 보통 두 개가 함께 돌므로 태양의 연성인 또 다른 별도 생각할 수 있다. 또 명왕성궤도 밖의 행성도 상상할 수 있다. 이 가상의 별들은 크기가 작으며 궤도의 이심률이 아주 큰 타원궤도를 돈다고 생각되었다. 두 번째 충돌원인이 바로 태양계의 운동이다. 태양계는 반지름이 5만 광년인 우리 은하계의 중심에서 약 3만 광년 떨어져 은하계의 중심을 반 시계 방향으로 초속 220 km로 공전해 약 2억 3천만 년에 한 번 공전하는 것으로 알려져 있다. 이 때 태양계는 약 6천3백만 년에서 6천7백만 년의 주기를 가지고 은하계의 장축면의 아래 위를 진동 한다. 현재는 태양계가 장축면에 가까이 있다. 충돌론자들은 네메시스나 행성 X가 태양의 부근을 지날 때 소행성이나 혜성 등 작은 천체물체들이 만유인력에 의해 지구로 끌려와 지구에 부딪친다고 가정했다.
천체에는 소행성, 혜성, 운석, 유성 등 지구에 부딪칠 물체는 많이 있으며 실제 부딪친다. 예컨대 1908년 6월 30일 반지름 수십 m 크기의 운석으로 보이는 외계물체가 시베리아 퉁구스카 상공에서 폭발해 반지름 50 km 내에 있던 엄청난 숫자의 나무가 일거에 쓰러지고 수많은 동물들이 타 죽은 일이 있었다. 당시 560 km 떨어진 시베리아 횡단철도에서 충돌소리가 들렸다고 한다. 그 위력은 약 12 메가톤의 TNT에 해당돼 대단히 큰 수소폭탄 한 개의 위력과 맞먹는 것이다. 1945년 8월 6일 일본 히로시마에 투하된 원폭의 위력이 12,500 톤의 TNT에 해당되므로 퉁구스카 상공에서 터진 물체의 위력은 그의 약 1,000 배에 해당된다. 1994년 여름 목성에 충돌했던 슈메이커-레비혜성 같은 혯성지구에 충돌할 수도 있다고 상상할 수 있다. 슈메이커-레비의 충돌현상이 지구에서 관찰되었을 정도이니 그 위력은 상상을 넘어선다. 달의 표면에 보이는 수많은 충돌자국은 상당부분이 외계물체의 충돌흔적으로 믿어진다. 지구의 표면에 있는 충돌흔적들은 주로 물과 생물의 작용으로 침식되었으나 달의 표면에는 침식현상이 없어 그대로 남아있다. 그러므로 주기적인 외계물체 충돌론은 더욱 설득력 있게 들린다. 지금까지 네메시스나 행성 X가 발견되지는 않았다. 그러나 그렇다고 그들을 가정한 가설이 틀린다고도 하기 어렵다. 앞으로 발견될 수도 있고 다른 별이 있을 수 있기 때문이다.
오리온자리 팔
오리온자리 팔()은 가로 약 3,500 광년(1,100 파섹), 세로 10,000 광년(3,100 파섹) 규모의 우리 은하의 작은 나선팔이다. 지구 및 태양계는 이 오리온자리 팔 안에 위치한다. 또한 이 나선팔은 오리온자리-백조자리 팔("Orion-Cygnus Arm")이나 국부 팔("Local Arm"), 오리온자리 다리("Orion Bridge"), 국부 돌출부("Local Spur") 또는 오리온자리 돌출부("Orion Spur") 이라고 표현되기도 한다.
항성구조
별들은 거대한 기체 구(gas sphere)로서 질량이 지구의 수십만 내지는 수백만 배에 이른다. 태양과 같은 별들은 수십억 년 동안 계속해서 빛을 낼 수 있다. 지구의 역사에 관한 연구에서부터 과거 40억 년 동안 태양의 광도가 일정하게 유지되었음을 알고 있다. 그러므로 별들은 이와 같이 장구한 기간에 걸쳐서 평형상태를 유지해 왔음이 틀림없다.
항성의 내부 구조를 상세히 결정하려면, 알려진 모든 물리학법칙을 따르며 관측가능한 항성표면의 성질들과 궁극적으로 일치하는 컴퓨터 모형을 만들어야 한다. 비록 항성구조의 이론적인 기반의 많은 부분이 20세기 전반부에 알려졌지만, 1960년대 와서야 충분히 빠른 컴퓨터를 써서 필요한 계산을 수행할 수 있게 되었다. 아마도 이론천체물리학의 가장 큰 성공 가운데 하나가 항성의 구조와 진화에 대한 상세한 컴퓨터 모형의 수림일 것이다. 그러나, 이러한 계산을 성공적으로 수행했다고 하더라도 여전히 많은 의문이 남아있다. 이러한 문제들의 해답은 항성내부에서 일어나는 물리적 과정들을 더욱 상세히 이해해야하며, 더욱 거대한 규모의 수치계산이 필요하다.
항성내부평형조건
지구
지구(地球, Earth)는 태양으로부터 세 번째 행성이며, 엷은 대기층으로 둘러싸여 있고, 지구형 행성 가운데 가장 크다. 지구는 45억 6700만 년 전 형성되었으며, 지구와 행성 테이아의 격렬한 충돌로 생성된 달을 위성으로 두고 있다. 지구 의미하는 기호의 두 선분은 자오선과 적도다. 태양에서 지구까지 거리는 약 1억 5000만 킬로미터(1천문단위)이다. 지구는 완전한 구(球)가 아닌 회전타원체에 가깝다. 적도는 반지름이 약 6378킬로미터, 극(極)반지름은 약 6357킬로미터이다. 그 차가 약 20킬로미터이므로 편평도(偏平度)는 매우 낮다. 우리가 흔히 몸무게라고 하면 사람이 지구에서 잰 몸무게를 나타낸다.
태양풍
지구 근처에서 태양풍의 속도는 200 - 889 km/s로 편차가 크고, 평균 속도는 450 km/s이다. 태양은 매 초 1×10 킬로그램(1 테라그램)의 매질을 태양풍을 이용해 분출하는데, 이는 핵융합에 의해 에너지로 변환되는 질량인 4.5×10 킬로그램(4.5 테라그램)의 1/5 정도이다. 태양은 앞으로도 1×10 년동안 이러한 방출을 지속할 것이다. 하지만, 현재의 별형성에 대한 설명은 태양풍은 먼 과거에는 현재보다 1,000배는 더 무거웠으며, 이는 행성 대기, 특히 금성 대기에 큰 영향을 미쳤을 것이라고 한다.
큰부리새자리 제타
큰부리새자리 제타의 질량은 태양의 98퍼센트 수준이며 반지름은 90퍼센트로 태양보다 약간 작다. 그럼에도 불구하고 이 별의 표면 온도는 6200켈빈으로 태양보다 더 높으며, 밝기는 태양의 1.3배이다. 제타의 중원소 함량은 태양의 44~79퍼센트 수준이다.
태양 (점성술)
태양()(Sun, 日)은 점성술에서 아주 중요한 부분이다. 이것은 달과 함께 가장 중요한 점성술의 행성이며. 이 두 개는 종종 발광체(luminaries, 發光體)라 불린다. 그리스 신화에서 태양은 빛의 신 아폴론와 태양의 신 헬리오스로 표현된다. 태앙은 우리 태양계의 중심에 있는 항성으로, 이 주위로 다른 행성들이 공전하고 있다. 이것은 지구에게 빛과 열을 제공한다.
"점성학적으로" 태양은 일반적으로 의식적 자아와 자기 그리고 그것의 표현, 개인의 능력, 자존심과 권력, 지도자의 자질 그리고 창조성의 원리, 자발성, 건강과 활력 그리고 생명력을 표현한다고 여겨진다. 태양은 예술적으로 사람을 형상화하는 창조적 계획과 아이를 낳는 일 그리고 부모(특히 아버지)로서의 본분을 수반한다. 이것은 휴일의 여가와 스포츠 그리고 사교 모임에서 오는 삶의 즐거운 측면을 다스린다. 요컨대, '우리를 빛나게 하는' 어느 때를 뜻한다. 1세기의 시인 마르쿠스 마닐리우스는 그의 8000구의 서사시 《천문학("Astronomica")》에서, 태양 또는 "솔"("Sol")을 친절하고 호의적으로 묘사했다. 의학에서의 태양은 심장과 순환계 그리고 흉선과 연관된다. 태양은 5번째 하우스의 주인이다. 태양은 사자자리의 주인 행성이다.
천문학
태양은 지구에서 빛의 속도로 8분 거리에 있으며 가장 연구가 자세하게 이루어진 항성이고 전형적인 G형 분광형을 지닌, 46억 살의 주계열성이다. 태양은 변광성으로 분류되지는 않지만 흑점 주기로 알려진, 주기적인 밝기의 변화를 보여준다. 이는 11년 주기에 걸쳐 흑점의 숫자가 변화하는 것과 관련되어 있다. 흑점은 강력한 자기장 활동과 관련되어 있으며, 태양 표면의 다른 곳에 비해 온도가 낮은 지역이다.
튀코 브라헤
튀코는 지구가 태양을 주위로 공전을 하면, 그 당시에 관측된 천문학적 사실들을 모두 설명할 수 있다는 것을 알았다. 튀코는 연주시차가 지구 공전의 결정적인 증거가 될 수 있다는 사실도 알았다. 연주시차는 지구가 태양주위를 공전하면서 생기는 별의 위치를 바뀌어서 생기는 각도여서 그 자체로도 매우 작기 때문에 측정하기가 매우 어렵다고 할 수 있다. 즉, 그 시대에서는 연주시차라는 현상을 관측할 수 없었고 이 때문에 튀코 브라헤는 자신의 우주모델이 맞다고 여긴것이다. 하지만 튀코가 세운 가설 중에 특정 별들이 태양의 3-4배 정도 크면 연주시차 등 문제들이 해결되고, 지동설도 설명이 된다는 것을 알았지만 튀코는 그러한 거대한 별이 존재한다는 것을 믿지 않았다. 튀코는 "Deduce these things geometrically if you like, and you will see how many absurdities (not to mention others) accompany this assumption [of the motion of the earth] by inference".만약 지구가 움직인다는 것을 기하학적으로 증명한다고 하여도, 이 가정을 뒤따르는 많은 모순점들을 발견할 것이다.라고 말하였다. 따라서 그의 생각은 지구가 우주의 중심이고 이를 고정점으로 하여 태양, 달 , 다른 행성들이 돈다는 이론인 프톨레마이오스의 체제도 아니고 태양을 중심으로 지구와 다른 행성들이 돌고 있다고 주장하는 코페르니쿠스 체제도 아닌 타협안을 내세웠다.
튀코가 1570년대 후반에 주장한 절충설은 지구가 우주 중심에 고정되어 있으며, 태양과 달, 고정된 별들이 지구 주위를 돌고 있다는 것을 기반으로 하는 것이었다. 태양 그 자체는 다섯 행성들의 궤도 중심에 위치하고 있는데, 수성과 금성은 지구를 중심으로 돌고 있는 태양의 궤도 안쪽에서 돌고 있고, 화성, 목성, 토성은 태양을 중심으로 돌고 있지만 그들의 궤도 안에 태양과 지구가 모두 포함되어 있다. 이 새로운 체계에서는 프톨레마이오스 체계에서 제시되었던 소원과 이심이 제거되어 보다 쉽게 해석할 수 있었고 태양의 움직임이 다른 행성들의 움직임과 함께 뒤섞인다는 것을 설명할 수 있었다.
뿐만 아니라 프톨레마이오스의 천동설이 내행성의 위상이 반달보다 크게 관측된다는 것을 설명하지 못했지만 반면에 티코브라헤의 절충설은 이를 해결할 수 있는 모델이었다. 하지만 이 우주모델역시 연주시차 의 개념을 정확히 설명해 낼 수 없었다. 그리하여 그의 절충설은 아쉽게도 지구가 자전하고, 태양이 우주의 중심이라는 사실을 알아내지 못한채 세상에 나왔다.
지구
지구는 태양을 365.2564 태양일의 주기로 공전하고 있다. 이 때문에 지구에서 보았을 때 태양이 다른 천체들을 배경으로 하여 하루에 1도씩 서에서 동으로 이동하는 현상을 볼 수 있다.
태양계
지금으로부터 약 54억 년 뒤 태양의 핵에 있던 수소는 완전히 헬륨으로 바뀌며, 주계열성으로서의 태양의 일생은 끝난다. 이 시점에서 태양의 반지름은 지금의 260배까지 부풀어 올라 적색 거성 단계에 돌입한다. 표면적이 막대하게 늘어나기 때문에 표면 온도는 크게 낮아져 2,600 켈빈 수준까지 내려가 붉게 보이게 된다.
태양질량
태양질량(, Solar mass)은 천문학에서 항성이나 은하의 질량을 표시할 때 기본이 되는 단위이다. 태양질량은 태양 1개의 질량과 동일하며, 지구 332,950개의 질량과 동일하다. 태양의 질량을 수치로 표시하면 다음과 같다.
태양 상수
대기권 최상부에서 지구에 직접 닿는 태양 복사 조도는, 지구의 공전에 따른 지구와 태양 간의 거리 변화에 따라 1년에 약 6.9% 정도로 계속해서 변동하며(1월 초에는 약 1.412 kW/m², 7월 초에는 약 1.321 kW/m²), 하루로 계산하면 0.1% 미만으로 변동한다. 따라서, 지구 전체(단면적 127,400,000 km²)에 대한 일률은 1.730×10 W (또는 173,000 테라와트)이고, 변화 범위는 ±3.5%(1년 당 변동 범위인 6.9%의 절반)이다. 태양 상수는 긴 시간 동안에는 상수로 존재하지 않지만(태양 주기 참조), 1년 단위에서는 태양 상수의 변화량이 대기권 최상부에서 측정되는 태양 복사 조도의 변동값보다 적은데, 이는 태양 상수는 1 천문단위라는 고정된 거리에서 측정되지만, 태양 복사 조도는 지구와 태양 사이의 거리, 즉 지구의 이심률에 영향을 받기 때문이다.
태양 상수
태양 상수( , )는 선속 밀도의 값으로서, 1 천문단위의 거리에서 태양 전자기파(태양 복사 조도)의 평균을 전자기파 파면에 수직하는 단위면적으로 나눈 값이다. 태양 상수는 가시광선 뿐만 아니라 모든 종류의 태양 방사선을 포함하고 있다. 위성에서 측정한 태양 상수의 값은 태양활동 극소기에 대략 1 제곱미터당 1.361 킬로와트 (1.361 kW/m²)로 나타났고, 극대기에는 이보다 0.1% 큰 값으로 나타났다(1.362 kW/m²). 태양 "상수"는 CODATA의 물리 상수가 아니며, 이는 이 상수가 빛의 속력처럼 완벽히 변하지 않는 상수가 아님을 말한다. 태양 상수는 그저 연속적으로 변화하는 값의 평균에 불과하며, 지난 400년간 0.2% 내외로 변화하였다.
바너드별
바너드 별의 질량은 태양의 15퍼센트이며 반지름은 태양의 21퍼센트이다. 유효 온도는 3134(±102)켈빈이며 태양 밝기의 2500분의 1 수준에 불과하다. 절대복사등급에 의거하면 바너드 별의 밝기는 태양의 1만 분의 34.6 정도이다. 바너드 별은 어둡기 때문에 이 별을 우리 태양 대신 태양계 중심에 대체해 놓더라도, 보름달 밝기의 100배 정도에 그칠 것이다.
슈퍼문
달은 지구 주위를 원에 가까운 타원형으로 공전한다. (달의 공전궤도 이심률은 0.05488이다.) 따라서, 근지점에 올 때가 있는데, 이때, 달이 평소보다 크게 보인다. (즉, 겉보기 크기가 평소보다 크다.) 이를 슈퍼문이라고 한다. 특히, 근지점에 있을 때의 달 중에서, 달과 지구 사이의 거리가 대략 357,000km 정도일 때, 그리고 이때의 달이 보름달일 때를 슈퍼문이라고 한다.
태양 에너지
우주 태양 에너지(Space solar power) 시스템은 지구 정지 궤도상에 있는 커다란 태양 에너지 배열을 사용하여 햇빛을 모아 분배를 목적으로 이 에너지를 마이크로파 복사 형태로 지구의 렉테나에 쏘아 보낸다. 이러한 개념은 피터 글래서가 1968년에 처음 제안하였으며 그 뒤로 다양한 시스템이 태양광 발전, 태양 에너지 집결 기술이 제안됨과 더불어 연구가 계속되고 있다. 아직은 개념 단계에 머물러 있지만 이러한 시스템들은 당시의 거의 96%만큼 전력을 전달할 가능성을 제공한다.
지자기폭풍
태양은 지구 대기 순환을 야기하는 열기관이다. 비록 태양이 에너지의 원천으로 오랜 기간 가정되었지만, 근래의 태양 상수의 측정은 태양의 에너지가 11년의 태양 주기 동안 0.2%까지도 변할 수 있다는 것을 보여준다. 또한 0.5%에 이르는 일시적인 감소도 관측된 적이 있다. 대기 과학자들은 이러한 변화는 매우 중요하며, 시간이 지남에 따라 환경을 변화시킬 수 있다고 경고한다. 식물 성장은 태양의 11년 주기의 태양 흑점 및 22년 주기의 자기 주기에 따라 변한다는 것을 나이테로 증명한다.
자기권
지구의 적도에 걸쳐서, 자기장선은 거의 수평이되고, 그다음 고위도로 다시 연결되기위해 돌아간다. 그러나 고위도에서, 자기장은 태양풍과 태양풍의 태양자기장에 의해 크게 왜곡된다. 지구의 햇빛이 비추는면(dayside)에서 자기장은 태양풍에 의해서 약 65,000km(40,000마일)의 거리까지 상당히 압축된다. 지구의 bow shock는 약 17km(11마일)의 두께를 가지고 지구로부터 약 90,000km(56,000마일)에 위치한다. 자기권계면은 지구의 표면에 떨어서 수백km 떨어진거리에 존재한다. 지구의 자기권계면은 태양풍으로부터의 입자가 지구로 들어올 수 있게 하는 '체'로 비교되었다. 자기권에서 다른속도로 거대한 플라즈마의 소용돌이가 자기권의 가장자리를 따라서 이동할 때 Kelvin-Helmholtz 불안정성들이 일어난다. 이것은 자기장선이 끊어지고 재연결되는 것 같은 자기 재접속(magnetic reconnection)을 야기시키고, 태양풍입자들은 자기권으로 들어갈수있게 한다. 지구의 빛이 비추지 않는면(nightside)에서, 자기장은 6,300,000km(3,900,000마일)이상의 길이에 지자기꼬리로 연장한다. 지구의 지자기꼬리는 극지방 오로라의 주된 요소이다. 또한, NASA의 과학자들은 지구의 지자기꼬리는 dayside와 nightside의 전위차를 만듦으로써 달에 "먼지 폭풍"을 일으킬 수 있다고 제안 또는 "추측"했다.
태양
지구 표면에 도달하는 햇빛은 지구의 대기가 약화시켜 맑은 하늘에 태양이 머리 위에서 비출 때에 m당 1,000 와트 정도가 된다. 이러한 에너지는 여러 자연적인 합성을 통해 동력으로 변환될 수 있다. 식물의 광합성은 햇빛의 에너지를 화학 물질(산소와 탄소화합물)로 바꾸며, 지표면을 데우거나 태양 전지를 이용해 전기로 바뀌기도 한다. 석유를 비롯한 화석 연료는 오래전에 광합성으로 햇빛이 바뀐 것이다.
천문단위
태양이나 달까지의 거리를 측정하려는 시도는 고대 그리스 시대부터 행해져 왔지만, 하늘의 단위와 지상의 단위를 결부시키는 것은 쉬운 일이 아니었다. 태양과 달 사이의 거리의 비율을 구한 아리스타르쿠스도 지상의 단위로 값을 얻고 있지 않다.
프톨레마이오스는 기원전 2세기 그리스의 히파르코스가 일식의 모습이 지역마다 다른 것을 이용하여 지구의 반지름을 기준으로 달이나 태양까지의 거리를 추정했다. 히파르코스가 계산한 태양까지의 거리는 지구 반지름의 490배 이상이었다.(실제 값은 약 23,500배) 히파르코스의 구체적인 산출 방법은 전해지고 있지 않지만, 그 성공적인 기하학적 방법이 현재 비슷하게 재구성 되고 있다.
기록은 손실되었지만 , 쿠레오메데스의 저서에 따르면 포세이도니오스는 기원전 90년경에 달과 태양까지의 거리를 추정하고 있다. 포세이도니오스는 지구의 그림자를 원주라고 생각하고, 월식의 그림자크기에서 달이 지구의 절반 직경을 가진다고 생각했다. 또한 달의 겉보기 크기와 알려져 있던 지구의 크기 에서 지상 단위로 달까지의 거리를 추정했다. 그 5백만 디온값은 실제보다 2.1-2.6배 과대 추정되었다. 이것은 지구의 그림자 원뿔이라고 생각 하고, 달을 실제 약 2배의 크기라고 추정했기 때문이다. 한편 태양까지 거리의 추정은 근거가 부족한 추측에 그치고 있다.
2세기 프톨레마이오스는 ‘알마게스트’(프톨레마이오스가 천동설에 기초하여 저술한 천문학 저서)에서 천구에 둘러싸인 천동설에 기초한 우주이미지를 구축했다. 프톨레마이오스는 아리스 타르코스와 히파르코스의 관측과 기하학적 추론, 또한 자신의 추측을 섞어 태양과 달뿐만 아니라 행성까지의 거리를 추정하고 있다. 예를 들면, 달의 평균거리가 지구 반경의 48배, 태양이 1,210 배, 토성은 17,026 배 등이다. 이렇게 설립된 우주이미지는 그리스와 헬레니즘 문화를 계승한 아라비아 로 전해졌다. 이러한 우주상은 다음 유럽으로 전해져, 중세에 걸쳐 큰 권위를 갖게 되었다.
태양계
태양의 표면 온도는 약 5,800 켈빈으로 분광형상 G2 V에 속하는데, 이는 ‘질량이 큰 편에 속하는 황색 왜성’이다. 그러나 태양은 앞의 이름처럼 작은 별(왜성)은 아니다. 우리 은하에 속해 있는 모든 별 중에서 태양은 제법 무겁고 밝은 별이다. 색등급도는 항성의 밝기와 표면 온도를 각 축으로 삼아 항성을 평면 위에 표시하고 있다. 이 표에 따르면, 뜨거운 별은 대체로 밝다. 이 법칙을 따르는 별은 주계열로 불리는 띠 위에 몰려 있으며, 태양은 이 주계열 띠의 한가운데에 자리 잡고 있다. 그러나 태양보다 밝고 뜨거운 별은 드물며, 그 반대의 경우(적색왜성, K형 주계열성)는 흔하다. 적색왜성의 경우 우리 은하 항성의 85퍼센트를 차지한다고 알려져 있다.
절기
태양이 황도상을 진행하는 속도는 일평균 0.9856°이며, 태양의 겉보기 지름은 약 32'이므로 하루에 지름의 두 배 가까이 움직이는 셈이 된다. 더욱이 이 속도는 일정하지 않으며, 1월 초가 가장 빠르고, 7월 초가 가장 느리며, 그 속도는 평균치에서 약 3% 정도 달라진다. 속도가 일정하지 않은 이유는 케플러 법칙 때문이다.
표준 중력 변수
태양의 중력 변수는 태양 중력 상수 또는 태양의 지오퍼텐셜로 불리며, 1.327 124 400 18m s와 같다.
태양년
국제단위계에서 사용하는 단위이며, 그레고리력과는 약 0.0003일의 차이가 있다.
광분
예를 들면 지구에서 태양까지의 거리(1 천문단위)는 8.317광분이다.
HD 98618
HD 98618은 지구에서 126광년 떨어져 있는 G형 주계열성이다. 이 항성은 조성과 크기 등이 태양과 거의 흡사하기 때문에 쌍둥이 태양의 후보로 여겨졌었다. 그러나 또다른 쌍둥이 태양인 전갈자리 18처럼 HD 98618은 태양([Li/H] = +0.45 ± 0.08)보다 리튬의 함량이 훨씬 더 큰 것으로 밝혀졌다. 2007년 멜렌데즈와 라미레즈는 논문을 통하여 HD 98618은 '엇비슷한' 쌍둥이 태양이라고 밝혔으며, 그 이유로 HIP 56948이 태양과 리튬 함량에 있어 거의 비슷함(오차한계는 관측오류 범위 이내)을 알게 되었기 때문이라고 했다.
토성
토성(土星，라틴어: Saturnus)은 태양으로부터 여섯 번째에 있는 태양계의 행성으로, 진성(鎭星)으로도 불렀다. 토성은 태양계 내의 행성 중 목성에 이어 두 번째로 크며, 지름은 약 12만 킬로미터로, 지구의 9.1배이며 부피는 760배에 달한다. 이에 비해 질량은 지구의 95배 밖에 안되기 때문에 토성의 평균 밀도는 0.7g/cm에 지나지 않는다. 그리고 토성의 표면 중력은 지구와 비슷하다. 토성은 목성, 천왕성, 해왕성과 함께 목성형 행성으로 분류된다.
수성의 식민지화
수성은 막대한 양의 태양 에너지를 사용할 수 있다. 그 이유는 태양과 가장 가까운 행성이기도 하지만 태양 상수도 지구나 달 보다 6.5배 크고, 달의 "영원한 빛의 봉우리"라고 불리는 지역도 있을 것이라 추측되기 때문이다. (설령 없더라도 인공적으로 만들수 있다.)
이중행성
현재는 태양계의 이중행성으로는 명왕성과 위성 카론이 유력하지만, 지구와 달도 이중행성이라고 하는 학자도 있다. 지구와 달의 경우에는 달의 직경은 지구의 1/4, 질량은 1/81이다. 이는 위성의 크기로는 다른 위성 보다 크지만, 질량을 계산하면 지구와 비슷한 크기라고 하기엔 너무 작다. 지구와 달의 중심점은 지구의 표면 안쪽에 있기 때문에 지구와 달은 이중 행성이 아니다는 의견이 일반적이다.
태양의 고도
h = -(90°－|φ|-δ)단, δ 는 북반구와 남반구가 정반대이다. 즉, 하지 때 북반구는 δ 가 +23.5° 이지만, 남반구는 -23.5° 이다.
태양
태양은 활발하게 활동하고 있다. 태양에는 11년의 주기로 강도가 바뀌는 자기장이 형성되어 있다. 태양 자기장은 태양활동이라 불리는 여러 현상들을 발생시키는데, 태양 표면의 흑점이나 태양 플레어, 태양풍 등이 이에 속한다. 또한, 지구의 중위도나 고위도에 오로라를 발생시키며, 라디오 전파나 전력을 교란시키기도 한다. 태양활동은 또한 태양계 형성과 발전에 기여하기도 했다. 태양활동은 또한 지구 외부 대기의 구조를 변화시킨다.
안타레스
안타레스는 분광형 M형의 적색 초거성으로, 반지름은 태양의 700배에 이른다. 만약 안타레스를 태양 대신 우리 태양계 중앙에 위치시킨다면, 안타레스는 화성 궤도를 삼킬 것이다. 안타레스는 지구에서 약 600광년 떨어져 있다. 가시광선 영역에서 이 별은 태양 밝기의 약 1만 배이지만, 적색 거성이 에너지의 대부분을 적외선 영역에서 발산함을 고려하면 안타레스는 태양의 6만 5천 배에 이르는 복사 에너지를 뿜는다. 질량은 대략 태양의 15배에서 18배로, 질량과 부피로부터 계산한 안타레스의 밀도는 매우 낮다.
슈바르츠실트 반지름
이 값이 어떤 의미를 갖는지에 대해 오랜 시간 동안 논쟁거리가 되었다. 자크 아다마르는 1922년에 파리에서의 회의기간 동안 물리계에서 블랙홀이 일어날 수 있다고 주장하였다. 알베르트 아인슈타인은 우주에 대한 이 끔찍한 결과들을 지적하며 블랙홀은 일어날 수 없다고 주장하였으며, 농담으로 이를 “아다마르 재앙”이라 불렀다. 적어도 1960년경까지는 대부분의 사람들은 블랙홀이 존재하지 않을 것이라고 보았다. 태양의 슈바르츠실트 반지름은 대략 3km, 지구는 땅콩 크기 정도인 9 mm에 불과하다. 이는, 태양의(혹은 지구의) 질량의 총합이 3km(지구의 경우는 9mm)안에 들어간다는 뜻이다. 그렇게 되면 태양의(혹은 지구의) 부피는 중력에 의해 계속해서 수축하는 기현상이 발생한다.
태양계
여러 가지 태양계의 기원설이 제기되어 왔으며, 그중 앞의 현대 성운설에 따르면, 우리 태양계는 46억 년 전 거대한 분자운이 중력적으로 붕괴하면서 태어났다고 한다. 이 분자운의 폭은 수 광년 정도였으며, 아마 태양 외에도 같이 태어난 형제 별이 여럿 있었을 것이다.
천왕성
천왕성(天王星, Uranus)은 태양에서부터 일곱번째로 떨어져 있으며 세 번째로 반지름이 크고 네 번째로 질량이 큰 태양계의 행성이다. 영어 이름 '우라노스(Uranus)'는 크로노스의 아버지이자 제우스의 할아버지인 그리스의 신 우라노스에서 따온 것이다.() 이 행성은 기존의 다섯 행성들처럼 맨눈으로 볼 수 있음에도 불구하고 하늘에서 매우 느리게 움직이는데다 매우 어둡기 때문에 그 존재가 오랫동안 인류에게 밝혀지지 않았다. 천왕성은 여러 다른 천문학자들에게 맨눈으로 관측되기도 하였으나, 그들은 모두 천왕성을 어두운 별이라고 생각하였다. 천왕성의 최초 발견자로 불리는 윌리엄 허셜 경도 천왕성을 아주 큰 망원경으로 보고 동그란 모양이라는 점 때문에 처음엔 꼬리가 발달하지 않은 혜성인 줄 알았다고 한다. 그는 1781년 3월 13일 천왕성의 발견을 공식적으로 발표했으며 근대 천문학사에서 최초로 다섯 행성 너머로 태양계의 지평을 넓히는 업적을 남겼다. 천왕성은 맨눈이 아닌 기술망원경을 이용하여 발견한 최초의 행성이기도 하다.
태양계
우리 은하계는 약 2천억 개의 별이 모여 있으며, 폭이 약 10만 광년인 막대 나선 은하인 우리 은하 내에 자리 잡고 있다. 우리 태양은 오리온 팔로 불리는, 은하 바깥쪽 나선팔 내에 있다. 태양은 은하핵으로부터 25,000 ~ 28,000 광년 거리만큼 떨어진 곳에 놓여 있으며, 초당 220킬로미터 속도로 공전하고 있다. 이 속도에 따르면, 태양이 은하 중심핵을 1회 도는 데에는 2억 2,500만 ~ 2억 5,000만 년이 걸린다. 이처럼 은하 중심을 1회 도는 시간을 ‘태양계의 은하년’이라고 한다. 태양향점(태양이 성간 우주를 거쳐 나아가고 있는 방향)은 허큘리스자리 근처로, 밝은 별 베가의 현재 위치 방향이다.
목성
목성의 질량은 태양계의 다른 모든 행성을 합한 질량의 2.5 배로, 태양과 목성의 무게중심이 태양의 중심으로부터 1.068 태양 반지름, 즉 태양의 표면 위에 자리잡게 만들 만큼 매우 무겁다. 목성은 크기가 지구보다 훨씬 크지만 밀도는 상당히 낮다. 목성의 부피는 지구의 약 1,321 배이지만 질량은 지구보다 단 318 배 밖에 크지 않기 때문이다. 목성의 반지름은 태양의 반지름의 약 1/10 배이며, 그 질량은 태양의 질량의 0.001 배이다. 따라서 두 천체의 밀도는 비슷하다. 목성의 질량("M" 또는 "M")은 다른 천체, 특히 외계행성과 갈색왜성의 질량을 기술할 때 종종 사용된다. 예를 들면 외계행성 HD 209458 b의 질량은 0.69 "M"이며, 안드로메다자리 카파 b의 질량은 12.8 "M"이다.
태양의 고도
태양이 지평선에 있을 때 태양의 고도는 0°이며 머리 위에 있을 때는 90°이다. 일반적으로 하루 중 같은 시각의 태양의 고도는 계절에 따라 달라진다.
용자리 42
용자리 42는 용자리 방향으로 지구로부터 317광년 떨어져 있는, 분광형 K의 거성이다. 질량은 우리 태양과 거의 비슷하나(98퍼센트 수준), 진화가 더 진척된 상태로 반지름은 태양의 18배 정도이다. 진화 이론을 토대로 계산한 이 별의 나이는 약 94억 9천만 년 정도이다. 우리 태양은 약 50억 년 뒤 용자리 42와 흡사한 진화 단계를 밟고 있을 것이다. 용자리 42의 대기에 포함된 중원소는 태양의 중원소 포함비의 35퍼센트 수준이다.
태양계
소행성대에는 지름 200미터 이상의 천체가 수개 혹은 수 개 있다. 이렇게 숫자는 많지만, 소행성대 천체의 질량을 모두 합쳐도 지구의 1천 분의 1을 넘지 못한다. 주 소행성대의 천체는 매우 산발적으로 흩어져 태양을 돌고 있어서, 우주 탐사선이 이 지역을 주기적으로 통과해도 충돌 사고는 발생하지 않는다. 지름이 10 ~ 10 미터 사이인 소행성을 유성체라고 부른다. 가끔 이곳에서 태양으로 돌진하는 소행성이 있다.
태양
태양은 주계열성 단계에 있으며, 나이는 핵우주 연대학 및 항성진화 컴퓨터 모형에 따르면 45억 6720만 년이다. 45억 6700만년 전 수소 분자구름의 빠른 중력 붕괴로 황소자리 T형 종족I 항성이자 3세대 항성인 태양이 탄생했다.
기린자리 베타
기린자리 베타의 질량은 6.5 이며, 크기는 태양의 58배로 태양과 지구 사이의 3분의 1 정도이다. 밝기는 1,592 이고, 광구의 유효온도는 약 5,300 K이다.
행성 거주가능성
태양은 이런 점에서 지구에게 자비로운 존재이다. 태양 광도의 극대값과 극소값 차이는 11년 간격을 두고 약 0.1 퍼센트이다. 역사적으로 태양의 밝기가 조금만 변해도 지구의 기후에 큰 영향을 미치게 된다는 강력한 증거가 있다. 예를 들어 서기 1500년 경을 전후해서 있었던 소빙하기는 태양 광도가 비교적 긴 기간에 걸쳐 약해진 것 때문에 발생했던 것으로 추측된다. 그러므로 어떤 항성은 생명체 생존에 영향을 끼칠 정도로 극심한 밝기의 변화를 보여서는 안 된다. '태양과 비슷한 항성들' 중 가장 비슷하다고 여겨져 온 전갈자리 18의 경우, 태양에 비해 밝기 변화량이 훨씬 더 큰 것으로 알려져 있다.
케플러-22b
케플러-22는 태양과 동일한 G형 주계열성이다. 지구로 부터 600 광년 떨어져 있다. 태양보다 약간 작고 더 차다. 2011년 12월 5일, 과학자들은 케플러 망원경을 이용해, 골디락스 존에서 지구와 비슷한 행성인 케플러-22b를 발견했다. 골디락스 존에서 발견된 최초의 지구 크기의 외계 행성이다.
트리톤 (위성)
트리톤은 태양계에서 7번째로 큰 위성이고 행성까지 포함하면 16번째로 큰 천체이다. 심지어 트리톤은 왜행성인 명왕성이나 에리스보다도 약간 크다. 트리톤은 해왕성 궤도 내 질량의 99.7%를 차지하고 있다. (즉 행성의 고리와 13개의 다른 위성을 다 합친 질량) 태양계의 알려진 위성들 중 트리톤보다 작으면서 무거운 위성은 없다. 밀도는 2.061 g/cm고 온도와 화학적 조성은 명왕성과 비슷하다.
황소자리 제타
이 별은 태양에 비해 무려 5,700배 정도 더 많은 빛을 뿜으며, 표면 온도는 22,000 켈빈이다. 밝기와 표면 온도를 통해 계산한 이 별의 반지름은 태양의 5.2배 정도이다. 그러나 이 별을 특별한 존재로 만드는 요인은 자전 및 질량 손실이다. 황소자리 제타의 자전 속도는 초당 330 킬로미터로 태양보다 115배 빠르다. 따라서 이 별이 한 바퀴 자전하는 데에는 하루밖에 걸리지 않는다(태양이 25일 정도 걸리는 것과 비교하면 이는 매우 빠른 속도이다). 이는 항성이 찢겨 나가는 것을 겨우 면할 정도로 빠른 속도인데, 이러한 속도 때문에 항성 주위에는 자신이 토해낸 물질이 둘리어 있다. 제타의 수소 스펙트럼 중 적색과 청색 부분에서 밝은 방출선이 관측되는데, 이 때문에 제타는 'B-방출선 항성'으로 불린다. 항성 주위에 있는 물질의 원반은 태양 반지름의 64배 정도로, 지구에서 그 각지름을 잴 수 있을 정도이다.
유사 태양
쌍둥이 태양을 정하는 기준이 어머니 항성의 유사성이 아니라 지구처럼 인간이 살 수 있는 행성을 거느릴 수 있는지의 여부로 정해지기도 한다. 여기에 쓰이는 주요 기준으로는 밝기의 변화량, 질량, 나이, 중원소(重元素) 함유량, 짝별이 가까운 곳에 있는지의 여부 등이 있다.
태양 광도
태양광도는 지구상 또는 인공위성 궤도에서 측정한 복사 조도와 연관이 있다. 지구 대기권 상층에서 잰 평균 복사 조도를 종종 태양 상수("I")로 부른다. 복사 조도는 단위면적에 가해지는 압력으로 정의할 수 있으며, 여기서 태양광도(단위 시간 동안 태양이 뿜는 에너지의 총량)는 태양 상수에 태양과 지구 사이 거리를 반지름으로 하는 구체의 표면적을 곱한 값으로 표현할 수 있는데 공식은 다음과 같다.
태양반경
태양반경은 천문학에서 항성들의 크기를 표현할 때 쓰이는 단위이다. 이는 태양의 반지름과 같은 값이며, 구체적인 수치는 다음과 같다.
지구의 역사
지구의 자연위성인 달은 태양계 다른 위성과 비교해볼 때 상대적으로 크다. 아폴로 계획 동안에 얻은 달의 암석을 연대 측정해보면 약 45.3억년으로 적어도 태양계가 형성된 지 3000만 년이 지난 후에 만들어진 것으로 보인다.
조석
지구에 대한 달과 태양의 궤도는 완전한 원이 아니라 타원 궤도이다. 따라서 지구와의 거리는 가까워졌다 멀어졌다 하게 된다. 달이 지구에서 가장 먼 지점에 있을 때와 가장 가까운 지점에 있을 때와의 차이는 30,600km이다. 기조력은 두 물체 사이의 거리의 3승에 반비례하기 때문에 근지점일 때의 조석이 더 크다. 지구가 태양에 가장 가까이 갈 때와 가장 멀리 있을 때와의 차이는 370만km이다. 달과 태양이 거의 같은 위도에 있고 또 지구가 태양에 가장 가까이 있을 때에는 아주 큰 대조가 일어나게 된다.
조석은 태양과 지구 그리고 달 사이의 인력에 의해서 일어나기 때문에 보통 천문조석(astronomical tides)이라고 한다.
태양 광도
태양은 미약하게나마 변광성의 성질을 갖고 있기 때문에 광도도 변한다. 광도가 변하는 주된 주기는 11년으로(태양주기) 광도의 변화량은 전체 광도의 ±0.1% 수준이다. 200 ~ 300년 규모의 또다른 주기가 있는데 이는 11년 주기보다 변화량이 훨씬 더 작은 것으로 알려져 있다.
태양 상수
태양에서 보이는 지구의 시직경은 약 1/11,700 라디안 (18 각초)이고, 이는 태양에서 보이는 지구의 입체각이 약 1/175,000,000 스테라디안임을 말한다. 따라서, 태양은 지구에 도달하는 복사열보다 약 220억 배 더 많은 열(3.86×10 W)을 방출하고 있으며, 이는 보통 태양 광도라고 부른다.
켈빈-헬름홀츠 기작
어쨌거나, 이러한 기제로 얻을 수 있는 에너지의 양은 태양을 단지 수백만 년을 빛나게 할 수 있을 뿐으로, 지질학·생물학적인 증거로 제시하는 지구의 나이인 수십억 년에는 도달하지 못하였다. (캘빈은 지구의 나이가 수십억 년이 아닌 수백만 년이라고 주장했다.) 태양 에너지의 진정한 원천은 1930년대에 한스 베테가 핵 융합임을 밝힐 때까지 불확실한 채로 남아 있었다.
고래자리 타우
고래자리 타우에 대한 연구 의욕을 발생시키는 근원 요인은 타우가 태양 비슷한 별인데다 별 주위에 생명체가 살 법한 행성이 있을 가능성 때문이다. 홀과 록우드는 “‘태양 비슷한 별’, ‘유사 태양’, ‘쌍둥이 태양’ 이 셋은 구별되어야 할 개념이다.”라고 주장했다. 고래자리 타우는 앞의 세 개념 중 질량 및 낮은 변광도, 상대적으로 낮은 중원소 함량을 고려하면 두 번째 유사 태양에 해당된다. 어쨌든 태양과 비슷하다는 점 때문에 수십년 동안 과학적 관측 및 대중 문화적 차원에서 고래자리 타우는 호기심의 대상이 되어 왔다.
위성 목록
지구는 달이라는 위성이 있고, 달은 태양계에서 암석 행성의 위성으로는 제일 크다. 또한 달은 모행성 대비 위성의 크기가 태양계에서 가장 큰 위성이기도 하다(명왕성-카론계를 제외하면). 그리고, 지구는 적어도 2개의 궤도 공유 천체를 가지고 있다: 소행성 3753 크뤼트네와 2002 AA가 있다; 그러나 이 소행성들은 지구의 궤도에 진입하지 않았기 때문에 위성으로 간주되지 않는다(지구의 다른 위성과 준위성을 참조.).
태양중심설
태양중심 체계를 처음으로 주장한 사람은 사모스의 아리스타르코스(Aristarchos, 310?~230B.C.)이다. 그는 현재 남아 있는 유일한 저서 『태양 및 달의 크기와 거리에 대해서』에서 삼각법을 이용하여 지구와 달 사이의 거리와, 지구와 태양사이의 거리의 비를 구하였다.(지구와 태양 사이의 거리가 지구와 달 사이의 거리의 18~20배라고 하였는데, 실제로는 약 400배이다.) 또한 에라토스테네스처럼 지구의 둘레를 측정하고 달과 태양의 시지름과 부피의 비도 구하여, 태양은 지구에 비해 6~7배 더 넓고 따라서 태양의 크기는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다.
그는 태양이 지구보다 크기 때문에 태양의 연주운동은 지구의 공전으로 말미암은 것이고 또한 항성은 태양과 동등한 천체이기 때문에 그 일주운동은 지구의 자전에 의한 것이라고 주장했다. (지구와 태양의 상대적인 크기를 계산하는 것을 통해, 아리스타르코스가 거대한 태양이 지구의 주위를 도는 것보다 지구가 태양의 주위를 도는 것이 이치에 맞다는 생각을 했을 것이라고 추정하기도 한다.) 당시에는 플라톤과 아리스토텔레스 등의 지구중심설(천동설)이 주류를 이루었기 때문에 이러한 구상은 히파르코스 등에 의해 부정되었지만, 후에 코페르니쿠스의 선구가 되었다.
[참고] 아리스타르코스의 태양중심설이 받아들여지지 않은 이유 중에는 별의 시차(stellar parallax)에 의한 효과가 관측되지 않았다는 점이다. 별의 시차 값은 매우 작아서 근대에 들어와서야 관측에 성공했을 정도로 측정하기 매우 어렵다. (켄타우루스 별자리의 알파성은 지구에서 가장 가까운 별이지만, 시차각이 호의 1초(1”)밖에 되지 않을 정도로 미세하다.)
목성
목성(木星, 라틴어: Jupiter)은 태양계의 다섯번째 행성이자 가장 큰 행성이다. 태양의 질량의 천분의 일배에 달하는 거대행성으로, 태양계에 있는 다른 모든 행성들을 합한 질량의 약 2.5배에 이른다. 목성은 토성과 마찬가지로 거대 기체 행성이다.(천왕성과 해왕성은 거대얼음행성). 목성은 고대 천문학자들에게도 잘 알려져 있었는데, 로마인들은 목성에 로마 신화의 신인 유피테르의 이름을 붙였다. 동양에서 목성의 명칭은 오행 중 하나인 나무(木)에서 유래되었다. 세성(歲星)이라고도 부른다. 목성은 지구에서 봤을 때 겉보기등급이 -2.94에 이르기 때문에, 반사광이 그림자를 형성하기에 충분할 정도로 밝다. 그래서 목성은 밤하늘에서 평균적으로 달과 금성 다음, 즉 세번째로 가장 밝은 천체에 해당한다.
황새치자리 R
황새치자리 R은 태양 다음으로 지구에서 볼 때 시지름이 큰 항성이다. 구체적인 값은 0.057 ± 0.005분이다. 여기에서 계산한 황새치자리 R의 실제 반지름은 태양의 320~420배로, 이는 화성의 궤도를 삼킬 수 있는 크기이다.
태양계의 형성과 진화
태양에서 2~4천문단위 사이의, 지구형 행성 지대 외곽에 존재하는 부분을 소행성대라고 부른다. 소행성대에는 원래 지구 2~3개는 만들 정도의 물질이 있었으며, 많은 수의 원시 행성이 이곳에서 생겨났을 것이다. 지구형 행성과 같이 이 지역에 있던 미행성들은 달에서 화성 정도 질량에 이르는 원시 행성 20~30개 정도로 자라났다. 그러나 태양 탄생 3백만 년 후 목성과 가까운 곳의 소행성대에는 극적인 변화가 일어났다. 소행성대에서는 목성 및 토성과의 궤도 공명이 특히 강했고, 보다 질량이 큰 원시 행성들과의 중력적 상호 작용으로 많은 미행성은 공명 현상을 보이면서 흩어졌다. 목성의 중력은 이러한 공명 상태에 있는 천체들의 공전 속도를 증가시켜 흩어지게 하여, 서로 뭉치기보다는 충돌하게 하였다.
은하
은하수의 실제 모습과 태양이 은하수 내에 어디에 위치하는 지를 알아내려는 시도는 윌리엄 허셜에 의해 처음으로 이루어졌다. 1788년 허셜은 밤하늘의 각 방향에 존재하는 별들의 수를 세어, 어두운 별은 먼 거리에 있다는 가정을 바탕으로 별들의 분포를 구하려고 시도했다. 그 결과, 항성은 은하수에 가까울수록 많이 분포해있다는 것을 발견했고, 태양은 은하의 중심부분에 위치한다고 결론을 내렸다. 1920년에는 네덜란드의 야코뷔스 캅테인이 허셜의 방법에 따라 더 정교하게 관찰하였고, 우리 은하의 직경은 약 15kpc이며, 허셜과 마찬가지로 태양은 거의 중심에 있다고 주장하였다. 한편 미국의 할로 섀플리는 구상성단의 분포가 궁수자리 방향이 집중되어있기 때문에, 우리 은하는 지름이 약 70kpc인 편평한 원반이며 태양은 그 외곽에 위치한다고 주장했다. 실제로는 성간물질에 의한 빛의 흡수 효과를 고려하지 않았기 때문에 은하계의 크기에 대한 의견은 모두 올바른 값이 아니었지만, 태양계가 원반 모양의 우리 은하 외곽에 있다는 섀플리의 주장은 오늘날에도 올바른 것으로 여겨진다.
태양 및 태양권 관측위성
소호 위성은 현재 에이스 위성과 더불어 지구-태양 사이의 L1 라그랑주점 근처에 있는 두 위성중의 하나이다. L1은 지구와 태양의 중력의 차이가, 위성이 지구의 공전 주기와 동일하게 태양을 선회하는 궤도를 유지하기 위한 구심력과 평형을 이루는 지점이다. 이는 태양으로부터 0.99 AU정도, 즉 지구로부터 0.01 AU의 지점이며, 지구로부터 약 150만 km 정도 떨어진 지점이다. 이 지점에서는 태양으로부터의 중력이, 지구에서의 태양의 중력(5.9 mm/s²)에 비해 2%정도(118 µm/s²) 높으며, 필요한 구심력의 감소치는 이 값의 반(59 µm/s²)이다. 이 두 효과의 합은 지구로부터의 중력(177 µm/s²)과 평형을 이룬다.
적색거성
태양은 지금으로부터 약 70억 년 내로 적색거성이 될 것으로 예측되며, 그 부피는 현재 태양계 내행성들을 빨아들일 정도로 확장될 것이다. 이 상태에서 태양의 반지름은 지금의 150배에 이르게 된다. 그러나 적색거성이 된 태양은 외포층 대기가 우주 공간으로 탈출하면서 종국적으로 현 질량의 38퍼센트를 잃게 된다. 태양이 질량을 잃어감에 따라 중력은 약해져서, 화성 및 나머지 외행성들의 궤도는 지금보다 태양에서 보다 먼 곳으로 물러나게 될 것이다. 수성과 금성은 부풀어 오른 태양의 외곽 대기층과 마찰을 일으키다가 빨려들어가 최후를 맞을 것이다.
태양
태양 반지름 0.25 ~ 0.7배에 해당되는 층에서 태양 내부 물질은 뜨겁고 농밀해지고, 중심핵의 뜨거운 열을 바깥으로 전달하는 열복사가 일어나기에 충분한 환경이 된다. 이 층에서는 열적 대류는 전혀 일어나지 않는 반면 내부 물질은 위층으로 올라갈수록 냉각된다(700만 켈빈에서 200만 켈빈까지 떨어진다). 이 온도 그래디언트는 단열감률(斷熱減率) 값보다는 작기 때문에 대류 원인이 되지는 않는다. 열은 복사를 통해 이동한다. 수소와 헬륨 이온은 광자를 방출하는데 이는 매우 짧은 거리를 여행한 뒤 다른 이온에 재흡수된다. 복사층 하단에서 최상층으로 올라가면서 밀도는 백분의 일(20 g/cm에서 0.2 g/cm)로 떨어진다.
태양 에너지
태양 에너지(, )는 지구의 기후에 힘을 주고 생명을 지탱시켜 주는, 태양에서 오는 열과 빛 형태의 복사 에너지를 말한다. 햇빛에서 열이나 전력을 얻는 에너지원, 곧 재생 가능 에너지로 분류하기도 한다. 최근에는 태양 에너지 기술이 재생 에너지에 사용되고 있다.
포세이도니오스
천문학 분야에서는 쿠레오메데스 의 저서에 포세이도니오스의 저작이 인용되어 전해지고 있다. 포세이도니오스는 태양이 생명의 근원이라는 이론을 전개했다. 태양의 거리와 크기를 정하고 태양까지의 거리는 지구 반경의 9893 배로 추정했다. 실제 거리의 절반 이하였지만 아리스타루코스들이 내세운 거리보다 크게 더 가까운 것이었다. 또한 달까지의 거리의 측정도 실시했다.
지리학 분야에서는 에라토스테네스 의 지구 크기의 견적에서 약 100 년 후, 같은 방법을 이용하여 알렉산드리아 - 로도스 섬 사이 위도 차이를 측정하고 7.5 도 라는 결과를 얻었다 (실제로는 5도 14 분 정도). 로도스 섬은 알렉산드리아보다 약간 서쪽에 있는데, 같은 자오선 상에 있다고 간주하여, 배의 속도로 항해 기간에서 가상 자오선 호의 길이를 5,000 스타디아로 가정하여 지구 전체 둘레로 240,000 스타디아를 얻었다.
알골
알골은 지구에서 92.8광년 떨어져 있으나, 730만 년 전에는 지구에서 불과 9.8광년 거리밖에 떨어져 있지 않았다. 이때 알골은 밤하늘에서 -2.5등급(이는 목성이 가장 밝을 때와 비슷한 값이다)으로 보였을 것이며, 지금 우리가 보는 시리우스보다 훨씬 더 밝았다. 알골 항성계의 총 질량은 태양의 5.8배이기 때문에, 9.8광년은 꽤 먼 거리임에도 불구하고, 이 정도 질량은 태양계의 오르트 구름을 미묘하게 뒤흔들어 혜성들이 궤도를 태양계 쪽으로 바꾸게 만들었을 것으로 보인다. 그러나 이들이 행성들을 폭격할 확률에는 큰 변화가 없었던 것으로 생각된다.
천문단위
천문단위의 정의가 태양질량 Ms에 의존하기 때문에 태양질량의 변화와 함께 천문단위의 값은 변화할 수 있다. 태양은 핵융합에 의해 질량의 일부를 에너지로 바꾸고, 에너지를 빛으로 방출하기 때문에 1년에 대략 10조분의 1의 비율로 질량을 잃고 있다고 보고되고 있다. 이러한 감소는 태양에서 중력의 감소를 의미하고 모든 행성의 궤도 반지름과 공전 주기를 증가시킨다. 이 천문단위 크기의 감소는 이론상 100년당 0.4m 정도에 해당한다고 한다.
그러나 2004년 러시아의 크라신스키와 부룬베루쿠는 측정된 천문단위의 값이 실제로는 100 년당 15±4 m의 비율로 증가하는 것으로 보인다고 보고했다. 이와 비슷한 사례는 미국의 스탠디시(E.M.Standish)와 러시아 삐체봐(Е. В. Питьев)에 의해 확인되었다.
이 천문단위의 증가라는 새로운 수수께끼는 2010년 기준으로 원인불명이며, 그 의미도 파악하기 어렵다. 크라신스키의 보고는 레이다 등을 이용한 화성, 금성, 수성 등의 거리측정에 의해 얻어진 미터와 천문단위의 관계 데이터에서 밝혀온 것이다. 레이다 거리측정은 전파의 왕복 시간을 정밀하게 측정하는 것으로, 이 왕복시간이 매우 천천히 증가하는 것으로 포착되어 행성의 궤도가 확대되고 있는 것으로 보인다. 그러나 행성의 움직임 자체는 천문단위 시스템에 표시된 것과 잘 일치하고 있으며, 천문단위로 보면 행성의 궤도도 운동도 확대를 보여주고 있지 않다. 따라서 이상하게도 천문단위가 미터단위로 매우 천천히 확대 하고 있다. 지금까지 태양질량 과 중력상수의 변화, 우주 팽창의 영향 등이 검토 되어 왔지만, 모두 그 효과는 있었다고 해도 충분히 작다고 생각할 수 있어 만족한 설명에 이르지는 못하고 있다. 원인에 대해 다양한 논의가 계속 있다.
조석
달과 마찬가지로 태양 역시 지구의 관점에서 봤을 때 적도로부터 남북으로 23.5°기울어지기 때문에 태양에 의한 해면 부풀림도 달의 경우와 마찬가지로 그 위치가 변하게 된다. 지구가 태양 주위를 공전하는 것은 일 년에 한 번이기 때문에 태양조석의 위치 변동은 달에 의한 조석의 위치변동보다 훨씬 천천히 일어난다.
조석
해양에서 조석을 일으키는 주요 천체는 달과 태양이며, 실제 조석을 일으키는 힘의 크기는 지구 중심으로부터 조석을 일으키는 각 천체(달과 태양)의 중심 간의 거리의 3승에 반비례한다. 따라서 기조력(조석을 일으키는 힘)에서는 거리가 매우 중요한 요소이다. 태양의 질량은 달의 질량의 2,700만 배이나 지구로부터의 거리는 달에 비해 387배 더 멀리 떨어져 있다. 따라서 태양의 기조력은 달의 기조력의 46%에 지나지 않는다.
태양계
해왕성 궤도 너머에 있는 해왕성 바깥 천체는 여전히 미지의 세계이다. 이 천체는 대부분 매우 작으며(가장 큰 것이 지구 직경의 5분의 1이고, 질량은 달보다도 작다), 암석과 얼음으로 이루어져 있다. 혹자는 이 구역을 “외태양계”(Outer Solar System)라고도 하는데, 또 다른 사람들은 이 용어를 소행성대 너머의 구역(외행성계)을 가리킬 때 사용해, 혼동이 있다.
태양 주기
총 태양 방사선량 (TSI)은 지구의 상층대기로 입사하는 태양 복사 에너지의 양이다. TSI의 변화는 1978년 말 위성관측이 시작될 때까지 관측할 수 없었다. 1970년대부터 2000년대까지 인공위성의 라디오미터는 태양 방사선량이 11년의 흑점주기에 따라 총 방사선량에서와 방사선량(자외선량과 가시광선량의 비율)의 상대적인 성분 두가지 모두에서 체계적으로 변화한다는 것을 보여주었다. 태양광도는 태양 극대기에서 태양 극소기에서보다 0.07 퍼센트 더 밝아지지만, 2000년대 우주선의 관측은 가시광선량 대비 자외선량의 비율은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 변화가 심하다는 것을 보여주었다.
태양 상수
태양 복사 조도는 지구 대기권 위에 위치한 위성에서 측정되며, 그 후 태양 상수의 값을 측정하기 위하여 태양 복사 조도의 측정값을 역제곱 법칙을 이용하여 조정한다. 평균 근사치는 대략 1.3608 ± 0.0005  kW/m²이며, 이는 분당 81.65 kJ/m²에 달하고, 또 "분당 1.951 cal/cm" 또는 "분당 1.951 랭글리"로도 표현될 수 있다.
축생도
수미산의 높이를 지구의 극 지름과 비교해 보면, 아래 표에 나타난 바와 같이 최소 60배이고 최대 79배이다. 대용왕이 단순히 아래에서 위로 뻗어있는 것이 아니라 7번 휘감으면서 올라가 있으므로, 여기에 (둘레의 배수 × 7)을 더해야 한다. 《구사론》 제11권에 따르면 수미산의 너비는 수미산의 해발 고도와 동일하고 수미산의 평면 단면은 정사각형의 형태이므로 (즉, 수미산의 바다 위에 드러난 부분은 정육면체이다), 둘레는 지구의 극 지름의 최소 (4 × 60) = 240배 또는 최대 (4 × 79) = 316배이다. 따라서, 대용왕의 키는 지구의 극 지름의 최소 (240 × 7 + 60) = 1740배 또는 최대 (316 × 7 + 79) = 2291배이다.
균시차
만약 지구가 태양을 완벽한 원을 그리며 등속으로 공전한다면 이로 인해 하루의 길이가 변하는 일은 없을 것이다. 그러나 지구의 공전궤도는 타원이며, 케플러의 제2법칙에 의해 공전 속도는 태양에 가까울수록 빠르다. 지구는 근일점에서 공전 속도가 30.287 km/s로 원일점에서의 29.291 km/s보다 빠르다. 이 영향으로 인해 근일점(현재 약 1월 3일 경)에서는 하루의 길이가 평균태양시보다 7.9초 길고, 이것이 누적되어 최대 약 7분 40초까지 균시차에 영향을 미친다.
태양복사
태양복사는 태양에서 방출되는 에너지의 총칭이다. 태양의 표면온도가 약 6000K인 높은 온도에서 방출되는 복사에너지이므로 파장이 짧은 X선으로부터 수 m나 되는 전자파까지 포함되지만, 그 에너지의 대부분은 0.2~2.0㎛파장 범위에 포함되어 있으므로, 파장이 짧아서 단파복사라고도 한다.
홈스 혜성
궤도의 계산과 광도에 의하면, 2007년의 밝기 증가 전의 혜성은 3.4km로 추정되었다. 2007년 10월 하순에는 혜성의 핵은 관측된 지름이 3.3분에서 13분으로 증가되었는데, 이는 달 지름의 절반 정도에 해당된다. 실제 크기는 1백만 km 보다 컸으며, 이는 태양 지름의 0.7배에 해당된다. 2007년 11월 9일에는 태양의 크기를 초과하여, 순간적으로 태양계 내의 가장 큰 대기를 갖게 되었다.
니콜라우스 코페르니쿠스
현재 기록이 남아 있는 아리스타르코스(Aristarchos, 310?~230B.C.)의 유일한 저서는 『태양 및 달의 크기와 거리에 대해서』이다. 그는 별이 당시 사람들이 생각하던 것보다 훨씬 더 멀리 있다고 주장했으며, 한 별이 다른 별 주위를 도는 것과 같은 특정한 움직임을 보이지 않는다고 하였다. 이는 별이 너무 멀리 있어서 육안으로는 관찰하기가 힘들고 망원경을 통해서만 증명이 가능했다. 따라서 대중 사이에 쉽게 받아들여지지 않았다.
아리스타르코스는 삼각법을 이용하여 지구와 태양 사이의 거리가 지구와 달 사이의 거리의 18~20배라고 하였다. (실제로는 약 400배이다.) 또 그는 에라토스테네스가 사용한 방법을 사용하여 지구의 둘레를 측정하고 달과 태양에 대해서도 탐구하여 태양의 겉넓이와 부피를 알아내기도 하였다.
태양의 고도
태양의 고도 또는 태양 고도(Solar Altitude)는 지평선을 기준으로 하여 태양의 높이를 각도로 나타낸 것이다. 태양의 고도각 또는 태양 고도각(Solar Altitude Angle)이라고도 한다. 태양의 고도는 해가 뜬 후 점점 높아져 낮 12시에 가장 높고, 낮 12시가 지나면 다시 낮아진다.
세페우스자리 뮤
이 별의 반지름은 태양의 약 1,420배로 이 별을 만약 우리 태양계에 대신 갖다 놓는다면, 그 표면은 목성과 토성 궤도 사이까지 이를 것이다. 뮤의 부피를 채우려면 10억 개의 태양이 필요할 것이다. 뮤보다 반지름이 큰 별은 현재까지 6개로, 큰개자리 VY, 궁수자리 KW, 백조자리 KY, WOH G64, 세페우스자리 V354, 세페우스자리 VV A가 있다.
기난
기난의 분광형은 K3 III로 K형 거성이다. 분광형으로 미루어 보아 기난은 중심핵에 있던 수소를 모두 태워 주계열을 이탈한 상태임을 알 수 있다. 나이는 약 20억 년, 질량은 태양의 1.5 배, 반지름은 태양의 약 28 배, 표면온도는 4294 켈빈이다. 유효온도는 태양보다 낮지만 별이 크게 부풀어 있기 때문에 전체 광도는 태양의 약 302 배에 이른다.
은하수
태양의 궤도는 거의 타원이고, 은하 나선 팔과 균일하지 않은 질량 분포 때문에 섭동을 가진다고 생각된다. 게다가, 태양은 은하면과 비교하여 궤도에 대해 약 2.7배 상하로 진동한다. 이것은 간단한 조화진동자가 감폭하는 기간 없이 작동하는 방법과 매우 유사하다. 이 진동은 종종 지구에서의 대멸종 기간과 동시에 일어난다. 짐작컨대, 은하 면 가까이의 별들의 높은 밀도가 더 잦은 충돌 사건을 일으킨다.
태양계가 한 번 공전하는 데에는 2억 2천 5백만~2억 5천만년 정도 걸린다. 그래서 태양은 일생동안 20~25번 공전할 것으로 생각된다. 은하의 중심에 대한 태양계의 공전 속도는 약 220 km/s이다. 이 속도로, 태양계는 1광년을 이동하는 데 대략 1,400년이 걸리고 1AU를 이동하는 데 8일이 걸린다.
태양
코로나는 태양에서 확장되어 나온 바깥쪽 대기로 태양 본체보다 부피면에서 훨씬 더 크다. 코로나는 연속적으로 우주 공간으로 확장되어 태양풍을 형성하며 이는 태양계 전체를 채우고 있다. 태양 표면에서 매우 가까운 저층 코로나의 입자 밀도는 약 10 ~ 10m이다. 코로나와 태양풍의 평균 온도는 약 1,000,000에서 2,000,000 K이지만, 가장 뜨거운 영역의 온도는 8,000,000 ~ 20,000,000 켈빈이다. 이처럼 코로나가 본체 표면보다 훨씬 더 뜨거운 이유를 완벽히 설명하는 이론은 아직 나오지 않았으나 자기 재결합이 최소한 이러한 온도 상승의 원인 가운데 하나로 알려져 있다.
해왕성
해왕성(海王星, 라틴어: Neptunus)은 태양계의 8개 행성 중 8번째 행성이다. 해왕(海王)은 ‘바다의 왕’이라는 한자어로, 포세이돈(그리스 신화명) 또는 넵투누스(로마 신화명)를 번역한 것이다. 해왕성은 8개 행성 중에서 직경으로는 4번째로 크고, 질량으로는 3번째로 크다. 해왕성의 질량은 지구의 17배로, 질량이 지구의 15배인 쌍둥이 행성 천왕성보다 약간 더 무겁다. 해왕성과 태양의 평균 거리는 30.1 AU(지구와 태양 사이의 평균 거리, 45억 km)이며, 지구와 태양 사이 거리의 대략 30배에 해당한다. 천문 기호는 포세이돈의 트라이던트를 형상화한 ♆이다.
슈퍼지구
2011년 12월 5일 NASA의 과학자들은 케플러 우주 망원경으로 지구의 2.4배인 케플러-22b를 발견했다고 발표하였다. 과학자들은 골디락스 영역 주변을 돌면서 별의 밝기가 100만분의 84정도 흐려지는 것을 포착해 이 행성을 발견하였다. 이 행성은 태양 같은 항성 주변을 돌고 있으며 케플러 22b와 항성 간의 거리는 지구와 태양간의 거리보다 9%정도 가까우며, 표면에 물이 존재하고 생명이 살기 좋은 화씨 72도(섭씨22도) 정도의 기온을 가지고 있다. 또 NASA는 이날 지구 같은 행성의 새로운 후보군 1천94개를 추가로 발표했으며 이 가운데 10개의 행성이 지구같은 크기이다.
태양계
태양으로부터 10광년 이내 범위에는 이웃 별이 몇 개 없다. 가장 가까운 이웃 별은 센타우루스자리 프록시마로 태양으로부터 4.2광년 떨어져 있으며, 중력으로 프록시마와 연결되어 있으리라고 추측되는 센타우루스자리 알파 A, B 항성계가 4.4광년 거리에 있다(이런 이유로 프록시마를 센타우루스자리 알파 C로 부르기도 한다). A와 B는 가까이 연결되어 있는 쌍성으로 태양과 비슷하며, 프록시마는 적색왜성으로 매우 어둡다. 그 다음으로 태양과 가까운 항성은 적색왜성 바너드 별(5.9광년), 울프 359(7.8광년), 랄랑드 21185(8.3광년)이다. 10광년 이내에서 가장 밝고 무거운 이웃 별은 8.6광년 떨어진 시리우스로, 질량이 태양의 2배 가까운 주성 A와 짝별 백색왜성 B 두 개로 구성되어 있다. 10광년 내 나머지 별로는 적색왜성 쌍성으로 구성된 루이텐 726-8(8.7광년), 홀로 있는 적색왜성 로스 154(9.7광년)가 있다. 태양처럼 홀로 있으면서 비슷한 G형 주계열성 중 가장 가까운 별은 고래자리 타우로 11.9광년 떨어져 있다. 이 별의 질량은 태양의 80퍼센트이며, 밝기는 60퍼센트 정도이다. 태양으로부터 가장 가까운 외계 행성은 태양보다 어둡고 가벼운 K형 항성 에리다누스자리 엡실론을 돌고 있으며 10.5광년 떨어져 있다. 엡실론 주위에는 한 개의 행성 에리다누스자리 엡실론 b의 존재가 확인되어 있는데, b의 질량은 목성의 1.5배에 어머니 항성을 6.9년에 한 바퀴 돈다.
태양의 고도
h = 90°－δ+φ (δ > φ 인 경우)단, δ 는 북반구와 남반구가 정반대이다. 즉, 하지 때 북반구는 δ 가 +23.5° 이지만, 남반구는 -23.5° 이다.
수성
수성의 궤도 이심율은 0.21로 모든 행성들 중에서 가장 크다. 그 궤도는 태양에서 4,600만 km 에서 7,000만 km 까지 펼쳐져 있다. 이 궤도를 수성이 공전하는데 걸리는 시간은 88일이다. 오른쪽 그림은 같은 긴반지름일 때 수성의 현 궤도와 원 궤도 일 때를 그린 그림이다. 5 일 간격으로 표시되어 있으며 공전속도는 근일점 근처에서 훨씬 빠르다. 또한, 천구의 크기는 태양을 중심으로 변화한다. 수성은 3:2의 비율로 궤도 공명이 이루어지는데, 이 때문에 표면 온도의 복잡한 변화가 생긴다. 이 공명 현상으로 수성에서의 하루는 2 수성년(176 지구일)이다.
조석
태양의 인력 역시 지구상의 모든 질점들을 끌어당긴다. 거리가 만유인력의 크기를 결정하는 중요한 요소임을 항시 기억하자. 이미 앞에서 본 바와 같이 태양의 질량은 달의 2,700만 배이나 지구에서부터의 거리는 달에 비해 387배나 멀리 떨어져 있기 때문에 태양의 기조력은 달의 기조력에 비해 46% 정도에 지나지 않는다. 태양의 인력(과 관성)에 의해서도 달에 의한 것과 마찬가지로 약간의 태양 쪽(과 반대편)으로 향하는 해면의 부풀림이 일어난다. 이를 태양과 지구와 사이의 인력과 관성에 의한 조석이라 하여 태양조석(solar tide)이라고 한다.
달
달(moon)은 지구의 유일한 영구적 자연위성으로, 태양계내의 위성 중 5번째로 크다. 행성의 크기와 연관하여 자연위성 중 가장 크다. 지구 중심으로부터 달 중심까지의 거리는 평균 38만 4400킬로미터로, 지구 지름의 30배이며, 지구에서 태양까지 거리의 400분의 1이다. 달의 지름은 지구의 약 4분의 1, 태양의 약 400분의 1인 3500 km이다. 달의 부피는 지구의 약 1/50 정도이며, 표면에서의 중력은 지구의 약 17%이다. 달은 지구를 약 27.3일에 일주하며(공전 주기), 지구-달-태양의 위치 변화는 29.5일을 주기로 달라지는 달의 상을 만든다(삭망 주기).
행성의 정의
근대에 이르러서 태양과 달이 행성의 범주에서 제외된 것을 빼면, 행성의 정의는 여전히 명확하게 정리되지는 못했다. 그러나, 1930년에 미국의 클라이드 톰보가 발견한 명왕성이 태양계의 9번째 행성으로 발표되자, 천문학계는 곧 커다란 논란에 휩싸였고 행성의 정의를 깊이있게 생각하는 중요한 계기가 되었다. 명왕성의 지름은 지구의 위성인 달보다도 작은 것으로 확인되었기 때문이다. 이 논란은 1990년에 인류 역사상 처음으로 발견된 외계 행성인 PSR B1257+12의 발견으로 더욱 격화되었고, 이후 지름의 크기가 1200km 내외인 콰오아나, 세드나, 그리고 명왕성보다도 지름이 긴 에리스의 발견으로 논란이 극에 달했다. 결국 2006년에 국제 천문 연맹은 명왕성을 행성에서 제외시켜 에리스 등을 새로이 왜행성으로 정의하고, 행성의 정의를 구체화하였다. 다만 카론은 여전히 명왕성의 위성으로 남아 있다. 이때 확정된 정의는 일단 태양계에만 적용되는 것으로, 조건은 다음과 같다.
태양시
시태양시(視太陽時, apparent solar time)와 진태양시(眞太陽時, true solar time)는 각각 시태양일과 진태양일에 기반을 두는 태양시이다. 시태양일/진태양일 1일은 태양이 관측지점에서의 자오선을 2회 통과하는 시간 간격이다. 시태양일은 실제 관측자의 시점에서 보는 태양의 위치를 시각의 기준으로 하고 진태양일은 태양의 빛이 지구까지 오는데 걸리는 시간을 고려하여 관측자가 보는 태양의 위치가 아닌 실제 태양의 위치를 기준으로 한다. 지구와 태양과의 거리가 대략 147,500,000 km ~ 152,500,000km임을 감안하면 태양 빛이 도달하는 시간은 약 8분 12초 ~ 8분 28초이고 그에 따라 시태양일과 진태양일의 시각 차이는 약 1.35초 ~ 1.39초이다. 시태양시는 태양이 지구상 관측지점의 경선상에 뜰 때를 정오로 한다.
지자기
지자기장(地磁氣場, )은 지구의 내부로부터 태양풍과 만나는 곳까지 뻗어있는 자기장인데, 태양풍은 태양으로부터 방사되는 하전입자들의 흐름이다. 지구 표면에서의 규모 범위는 25 에서 65μT ( 0.25-0.65 가우스 ) 까지이다. 대략적으로 회전 축에 대하여 10 도의 각도로 기울어진 자기 쌍극자의 필드이다(지구의 중심에 해당 각도로 배치된 막대 자석처럼). 그러나 지구의 외핵에서 용융된 철 합금의 움직임에 의해 생성되기 때문에 ,막대 자석의 자기장과는 달리 지구의 자기장은 오랜시간에 걸쳐서 변화한다.
케플러-10
케플러 10은 태양과 비슷한 G형 항성이다. 질량은 태양의 89.5%(± 6%)이며 반지름은 태양보다 5.6%(± 2.1%) 크다. 다만 대기에 있는 금속함량 [Fe/H] (항성 대기 중 철의 함유량)는 -0.15 (± 0.04)로 이는 태양 금속함량의 약 70% 수준이라는 뜻이다. 금속함량은 행성의 탄생과 만약 태어날 경우 이 행성들의 주요 조성물에 큰 영향을 끼친다. 덧붙여 케플러 10의 나이는 약 119억 년에 표면온도는 5627 (± 44) K으로 태양의 나이가 약 46억 년에 표면 온도가 5778 K임을 고려할 때 훨씬 더 늙었으며 온도는 약간 차갑다.
태양중심설
태양중심설(太陽中心說, )은 천문학에서 태양이 우주의 중심이고 지구는 태양의 주위를 도는 천체 중 하나라는 이론이다. 지동설(地動說)이라고도 한다. 이는 현대 천문학으로 계승되면서 태양 또한 우주의 중심이 아닌 태양계의 중심이며, 우주에는 무수히 많은 항성계와 은하가 존재함이 밝혀졌다.
밀란코비치 주기
지구가 태양에서 가장 멀리 떨어져 있을 때, 즉 원일점에서 받는 태양 복사 에너지의 양과 태양에 가장 가까이 다가갔을 때, 즉 근일점에서 받는 태양 복사 에너지의 차이는 이심률 차이의 약 4배보다 조금 더 크다. 현재 궤도 이심률에서는 근일점과 원일점에서의 태양 복사 에너지의 차이는 약 6.8%이고, 거리 차는 3.4%(510만 km)이다. 현재 근일점은 1월 3일 근처에, 원일점은 7월 4일 근처에 위치한다. 공전 궤도의 이심률이 가장 클 때 근일점에서의 태양 복사 에너지의 양은 원일점에서보다 약 23%나 크다.
타이탄 (위성)
타이탄은 토성에서 20번째로 먼 위성이자 구형 외관을 지니는 일정 질량 이상 되는 위성들 중에서는 여섯 번째로 떨어져 있기도 하다. 행성과 비슷한 특징을 지닌 위성으로 자주 기술되는 것처럼 타이탄은 반지름이 달의 약 1.5배이고 질량은 1.8배나 된다. 목성의 가니메데에 이어 태양계에서 두 번째로 큰 위성이며, 크기만으로 따진다면 수성보다 더 크다. (그러나 질량은 수성의 반 정도이다.)
달
달은 지구와 비교해 볼 때 상대적으로 작다. 지구 지름의 1/4 이고 지구 질량의 1/81 이다. 비록 왜행성인 명왕성의 위성 카론에 비해서는 작지만, 태양계에서 행성(지구)과 위성(달)의 크기 비가 가장 큰 위성이다.