태양계 행성들 이야기

 

태양계 행성들 이야기

태양계 행성이 기존에 9개였는데 2006년부터 명왕성이 제외되고 이제는 8개로 유지되고 있죠.

이중에서 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 밤하늘에서 쉽게 발견할 수 있지만

천왕성과 혜왕성은 성능 좋은 망원경을 통해서만 볼 수 있는 행성입니다.

이 우주에는 태양과 같은 별과 그 주위를 돌고 있는 행성들이 많은데

이러한 행성 가운데 지구와 같은 생명체를 찾는게 현대 과학의 최대 관심사중에 하나죠.

Photo : International Astronomical Union 국제천문협회

- SUN 태양 -

우리 태양계의 중심에 있는 태양은 완전한 구모양을 갖추고 있는

아주 복잡한 자기장을 가지고 있는 뜨거운 프라즈마 덩어리이죠.

직경이 1,392,684 km 인데 지구의 109배나 되는 크기에

질량이 2 x 1030 kg 으로 지구의 33만배나 되며 태양계의 99.86% 를 차지하는 거대한 별입니다.

태양은 수소가 대부분(3/4)을 차지하고 있고 약간의 헬륨이 있고

1.69% 정도는 산소와 탄소, 네온, 철등으로 구성되어 있습니다.

극소량이라고는 하지만 이것도 지구질량의 5천배가 넘는 양입니다.

태양이 만들어진 시기는 대략 46억년전으로

분자 구름덩어리의 붕괴로 인해 만들어 졌는데

대부분의 질량은 태양 중심으로 모였고 이로인해 뜨거운 열을 발생시켜

결국 원자핵 융합반응을 일으켜 지금의 태양으로 발전하게 된 것이죠.

밝은 낮에 하늘에 떠있는 해를 보면 흰색이지만 사실 태양은 노란색이고

태양의 천문학적 등급은 G2V 입니다.

등급 G2V 의 G2는 표면온도 약 5505 ℃ 를 말하는 것이고

V는 주계열성 별이라는 뜻인데

이것은 수소와 헬륨의 핵반응으로 에너지를 발생시킨다는 것입니다.

태양이 1초동안 태우는 수소의 양은 약 6억 2천만 미터톤 정도라죠.

우리 은하는 대부분 적색왜성으로 구성되어 있는데 태양은 이들보다 조금 더 밝은 수준의 별이고

태양의 절대등급은 + 4.83 이지만 지구에서 본 등급은 - 26.74로 가장 밝은 별이죠.

태양은 코로나를 통해 지속적으로 태양입자들을 우주로 날려보내고 있는데

태양계의 경계인 약 100 천문단위까지 날라간다고 합니다.

( 1천문단위 : 지구와 태양과의 거리/1억5천만km )

이 태양풍은 지구의 생명체에 치명적인 위협이 되기도 하지만

우리 태양계를 안전하게 보호해주는 역할도 하는 고마운 존재입니다.

- MERCURY 수성 -

수성은 다들 알다시피 태양과 가장 가까운 궤도를 돌고 있죠.

8개 행성중 가장 정원에 가까운 궤도로 움직이고 있고

태양을 한바퀴 도는데 88일정도 걸리지만

자전은 두번 공전에 자전 3번 뿐이라고 합니다.

수성은 이미 수십억년 전 부터 죽은 별이 되었고

겉 표면은 지구의 달과 비슷한 모양을 가지고 있습니다.

태양과 가깝게 있다고 항상 뜨겁다고만 생각하실수도 있는데요

사실 수성은 낮에는 절대온도 700 K 정도로 매우 뜨겁지만

밤에는 절대온도 100 K 까지 떨어지는 매우 추운 행성입니다.

태양계의 행성들의 계절은 자전축에 따라 결정되는게 일반적이지만

수성은 공전거리에 따라 온도차가 발생합니다.

지구에서는 북반부와 남반부가 서로 반대의 계절특성을 보이는데

수성에서는 그런차이는 없고 단지 태양과의 거리가 가장 멀때와

가까울때의 온도차가 두배나 된다고 합니다.

수성은 금성과 마찬가지로 초저녁과 새벽에 관찰할 수 있는데

태양과 너무 가까이에 있어 찾아내기 어렵습니다.

- VENUS 금성 -

두번째 행성 금성의 공전속도는 224.7일 정도이며

하늘에서 태양과 달 다음으로 밝은 별에 속하기 때문에 발견하기 쉽습니다.

금성의 시등급 밝기는 - 4.6 으로 밤에 그림자를 만들 수 있는 정도의 빛을 발하죠.

하지만 금성은 지구보다 안쪽궤도를 돌고 있기 때문에

태양과 가까운 거리에서만 관측이 되기에

해가 진후 그리고 해가 뜨기 직전에만 볼 수 있습니다.

금성은 지구와 매우 비슷하기 때문에 자매별이라고도 하는데

크기, 중력, 구성요소도 비슷하고 거리도 가장 가깝죠.

하지만 사실 환경은 매우 극명한 차이를 보이기도 하는데

지구기압의 92배나 되는 대기는 이산화탄소로 가득차 있고

불투명한 구름층에 지표에는 황산으로 뒤덮혀 있죠.

이로인해 지표의 온도가 460 ℃ 나 되며 생명체도 없는 것으로 판명되었습니다.

예전에는 금성에도 바다가 있었던 것으로 관측되나 뜨거운 태양열기와

이산화탄소의 온실효과로 인해 모두 증발해 버렸죠.

- EARTH 지구 -

우리가 사는 지구는 태양계 3번째 행성이면서 5번째 크기를 가고

생명체가 살고 있는 유일한 행성이며 블루플라넷 또는 테라라고도 불리우고 있습니다.

약 45억 4천만년 전에 생성되었고 생명체는 10억년전에 나타나기 시작했습니다.

지구에 생명체가 번식하게 된 계기는 자기장과 오존이 태양풍을 막아주고

물리적 환경이나 복합적인 조건이 생명체가 살아가는데 적합한 환경을 만들어 줬기 때문이죠.

이처럼 지구의 물리적 특성과 지질학적 특성이 생명유지에 도움이 되고 있지만

이러한 환경은 약 5억년에서 23억년정도만 유지될 것으로 관측하고 있습니다.

지표의 71% 는 바다물로 덮혀 있고 나머지 육지에도 많은 물을 담고 있죠.

지구 내부에서는 철이 주성분인 내핵과 외핵에서 자기장을 만들어내고 있고

부드러운 맨틀과 딱딱한 지각이 가장 겉표면에 자리하고 있습니다.

지구는 태양을 한바퀴 도는데 정확히 365.26일이 걸리고

이 기간중 자전은 366.26 회 돕니다.

자전축은 23.4 도 기울어졌고 이로인해 4계절이 생겼죠.

지구의 유일한 위성 달은 45억 3천만년 전부터 돌기 시작했고

달로 인해 지구의 자전축이 안정화 되어 회전속도가 감속하게 되었죠.

- MARS 화성 -

네번째 행성 화성은 태양계에서 수성 다음으로 작은 사이즈입니다.

그리스로마의 전쟁의 신의 이름따서 마스로 불리우기도 하고

표면에 철산화물이 덮고 있어 레드 플라넷이라는 별칭도 갖고 있죠.

얇은 대기층으로 인해 유성충돌로 만들어진 분화구도 많고

자연적인 화산도 많으며 지구처럼 극지방에는 얼음이 덮혀있고

사막, 계곡등도 마치 지구처럼 자연스럽게 존재하는 행성이죠.

포보스와 데이모스라는 두개의 달을 가지고 있는 화성은

지구와 비슷한 공전주기를 가지고 있어 계절도 비슷한 편입니다.

1965년 최초로 화성을 탐사하기 위해 날라간 마리나4호에서 보내온 흐릿한 사진에는

화성에 물이 흐르고 있는 것으로 생각되었지만 사실이 아닌것으로 판명되었고

2005년 레이더에 의해 밝혀진 것은 극지방에 많은 양의 얼음이 있다는 사실이죠.

2007년 로봇탐사선 스피릿이 화성지질을 분석한 결과

물분자를 함유하고 있다는게 증명되었고

2008년 탐사선 피닉스가 화성의 흙에서 얼어있는 물을 찾아냈죠.

현재 화성에는 5개의 탐사선이 있는데

위성궤도에 3개(오디세이, 엑스프레스, 리코니센스)

화성표면에 2개(오퍼튜너티, 큐리오시티)가 있죠.

이중 리코니센스의 관측에 의하면 최근 화성의 여름에 물이 흐른 흔적을 찾아내기도 했습니다.

이웃한 화성도 밤하늘에서 맨눈으로도 찾아내기 쉬운데

시등급 밝기가 - 3.0 으로 밤하늘에 화성보다 밝은 별은

태양과 달, 금성 그리고 비슷한 밝기의 목성뿐입니다.

- JUPITER 목성 -

태양으로부터 5번째에 있는 목성은 8개 행성중 가장 큰 크기를 자랑하죠.

하지만 앞서 살펴본 5개의 지각 행성과는 다르게

목성과 토성, 천왕성, 혜왕성은 가스로 이루어진 행성이죠.

그래도 크기가 크기인 만큼 다른 행성의 무게를 모두 더한것에 2.5배나 무겁습니다.

목성의 존재는 고대로부터 이어져 각종 신화나 종교에 등장하죠.

목성의 시등급 밝기는 - 2.94 로 화성과 비슷한 수준입니다.

목성의 구성물질은 대부분 수소이지만 대부분의 질량은 헬륨이 차지하죠.

가스행성답게 목성에는 지표가 없으며 대기는 매우 빠른 속도로 회전하고 있습니다.

지구 크기의 대형 폭풍인 대적반은 17세기 망원경이 발명되고

처음 발견되었는데 지금까지 지속되고 있죠.

대형 행성에 걸맞게 무려 67개의 달을 보유하고 있으며

매우 강력한 자기장을 형성하고 있기도 합니다.

그중에서도 1610년 갈릴레오에 의해 발견된 가니메이드는

수성보다도 더 큰 사이즈를 가지고 있습니다.

목성 탐사는 초창기 탐사선 파이오니어와 보이저호가 있었고

가장 최근 탐사선은 명왕성으로 향해 발사된 뉴호라이즌으로

2007년 2월에 목성을 통과했죠.

- SATURN 토성 -

태양으로부터 6번째에 위치한 토성은 두번째로 큰 행성이죠.

토성도 가스로 이루어져 있어 밀도가 지구의 1/8 정도밖에 되지 않지만 질량은 무려 95배나 무겁죠.

토성의 핵은 철과 니켈 그리고 바위로 이루어져 있고

이 주위를 무거운 메탈 수소가 있고 그 위에 액체수소와 헬륨이 있고

가장 바깥쪽에 가스층이 뒤덮고 있습니다.

토성은 엷은 노란색을 띄고 있는데 이것은 암모니아 결정체가 가장 겉 표면을 덮고 있기 대문이고

메탈 수소에 의해 자기장을 형성하고 있는데 지구에 비해 조금 약한 편입니다.

토성의 대기는 단조롭고 특징이 없는 것 처럼 보이지만

1,800 km/h 의 속도로 바람이 불고 있는 극심한 환경이죠.

토성의 고리는 크게 9개의 고리와 3개의 부분고리로 연결되어 있는데

대부분 작은 얼음덩어리와 먼지들로 구성되어 있습니다.

토성에는 모두 62개의 달을 보유하고 있는데

공식적으로 53개에만 이름이 있습니다.

토성의 달 중에서 가장 큰 타이탄은 수성보다 조금 더 큰 사이즈인데

태양계에서 유일하게 두꺼운 대기층을 가지고 있는 달로 유명하죠.

- URANUS 천왕성 -

7번째 천왕성은 태양계에서 3번째로 크고 4번째로 무거운 행성이죠.

천왕성과 혜왕성은 서로 비슷한 특성을 가지고 있는데

목성과 토성과 비슷한 수소와 헬륨이 대부분을 구성하고 있지만

천왕성에는 물과 암모니아, 메탄이 얼음으로 더 많이 존재합니다.

그 이유는 태양계 행성중 가장 기온이 낮기 때문으로

최저 기온이 - 224 ℃ 까지 내려갑니다.

천왕성의 대기층은 매우 복잡한 구조를 가지고 있는데

아래층에는 물이 있고 가장 윗쪽에 메탄이 뒤덮고 있는데

중간에는 얼음과 돌들로 구성되어 있습니다.

천왕성에도 토성과 같은 고리가 있고 자기장과 몇개의 달을 가지고 있습니다.

천왕성의 자전축은 다른 행성과는 다르게 태양을 향해 누워있는게 특징이고

1986년 보이저2호에 의해 처음 사진촬영이 되었는데

천왕성에도 계절의 변화가 있고 대기는 초속 900 km/h 의 속도로 불고 있습니다.

- NEPTUNE 혜왕성 -

8번째에 있는 혜왕성은 태양계 마지막 행성으로

크기로는 4번째이고 무게로는 3번째 행성입니다.

지구보다 17배 무거운 혜왕성은 지구보다 15배 무거운 천왕성과 쌍둥이별이라 불리우죠.

태양계 가장 바깥쪽 궤도를 도는 혜왕성의 태양과의 거리는

지구와 태양과의 거리의 30배나 되는 곳에 있습니다.

혜왕성은 처음으로 관측에 의해 발견된 행성이 아니고

수학적 계산에 의해 발견된 행성이었죠.

위르뱅 르베리에라는 사람이 예측하기를 천왕성이 궤도를 도는 도중

알수없는 행성의 중력에 의해 동요하는 모습을 보고

또 다른 행성이 있다는 것을 예언했는데 1846년 요한 갈레가

예견된 장소에서 혜왕성을 발견한 것입니다.

혜왕성까지 간 탐사선은 1989년 8월 25일 근처를 지나간 보이저2호가 유일하죠.

혜왕성은 구성물질은 천왕성과 비슷한데

대부분 수소와 질소로 이루어졌고 탄화수소와 질소

그리고 얼음으로 존재하는 물과 암모니아, 메탄으로 되어 있습니다.

보이저2호가 혜왕성의 남반부 하늘위를 지나갈때 관측된 대암점은

목성의 대적반과 비교되는데 이러한 기상현상은 매우 빠른 속도의 바람때문으로

혜왕성의 바람속도는 무려 2,100 km/h 됩니다.

이렇게 빠른 속도의 바람은 태양과 멀리 떨어져 있기 때문으로

혜왕성의 최저 온도는 - 218 ℃ 까지 떨어지며

내부의 온도는 무료 5,000 ℃ 입니다.

혜왕성에도 고리가 존재하지만 처음 발견한 1960년대에는 확신하지 못하고 있다가

보이저2호에 의해 완전하게 증명되었죠.