태양계 1

 

shhwang8114

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님의 답변

04.12.14 19:54

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수성 태양에 가장 가까운 행성으로 물과 대기가 없어 표면이 달의 표면과 비슷하다. 금성 두꺼운 이산화탄소 대기로 둘러싸여 있어 표면 기압이 자구의 약 95배이고, 표면 온도는 약 500도 지구 유일하게 바다와 생명체가 있는 행성이다. 화성 붉은 색을 띠며, 표면에 강물이 흘렀던 자국이 있다. 양극에 얼음과 드라이아이스로 된 극관이 있다. 목성 태양계 내의 행성중 가장 큰 행성으로 표면에 가로줄 무늬와 붉은색의 큰 점이 있다. 토성 태양계 내 행성중 두 번째로 큰 행성으로 아름다운 고리가 관측되며, 가장 많은 위성을 가지고 있다. 천왕성 초록색으로 빛나는 두꺼운 대기와 희미한 고리가 있다. 해왕성 표면에 커다란 검은 점이 있다. 명왕성 태양계 내 행성 중 가장 작다. - 다음은 자세한 내용입니다 - 1)수성....!!!! 궤도 : 57,910,000 km (0.38 AU) from Sun 지름 : 4,880 km 질량 : 3.30e23 kg 공전 주기 : 87.969 일 자전 주기 : 58.646 일 평균 밀도 : 5.42 g/cm3 표면 중력 : 지구의 0.38배 탈출 속도 : 4.3 km/sec 평균 표면 온도 : 낮 350도C, 밤 -170도C 수성은 태양의 주위에서 멀리 떠나는 일이 없기 때문에 지구에서는 관측하는데 어려움이 많은 행성이다. 태양에서 가장 멀리 떨어져 있을 때도 태양과의 거리가 28도 정도밖에 안되기 때문에 수성을 관찰하기가 매우 어렵다. 불그스레 물든 저녁놀 속에서 희미하게 빛나는 수성을 찾아낸다는 것이 쉬운 일이 아니다. 더구나 지평선 부근에는 우리의 시야를 가로막는 안개나 구름이 많기 때문에 수성을 찾아내기는 더욱 어렵다. 그러나 성도를 보고 미리 수성의 위치를 어림잡아 놓고 해가 서산으로 넘어간 직후부터 참을성 있게 기다리면 마침내 수성을 발견할 수 있다. 1974년 3월 미국 무인 탐사선 매리너 10호가 수성에 705 km 까지 접근하여 표면 사진을 전송했다. 태양을 공전하면서 세 번에 걸쳐 수성에 접근하여 수성의 한쪽 면을 모두 찍어 전송한 매리너 10호의 관측에 의해 수성의 표면이 달의 표면과 마찬가지로 크레이터로 뒤덮여 있음을 알게 되었다. 수성은 인력이 아주 작고 온도가 높은 행성이므로 대기를 잡아둘 수 없기 때문에 대기층이 거의 없는 것으로 알려졌다. 따라서 수성 표면은 달의 표면과 마찬가지로 많은 운석의 충돌로 수많은 크레이터가 생겼다. 크레이터의 크기는 직경이 100 m 정도의 작은 것에서부터 수 백 km 에 이르는 것까지 매우 다양하다. 많은 크레이터들은 주위에 흰 가루를 뿌려 놓은 것 같은 방사선 형태의 무늬를 가지고 있는데 이런 무늬는 운석이 충돌할 때 부서진 먼지가 주위에 흩어져 생긴 것이라고 믿어지고 있다. 또한 수성의 표면에는 주름진 오렌지 껍질과 같은 지형이 발견 되었는 데 이러한 지형은 수성에서 발견된 가장 큰 크레이터의 반대편에서 발견되었다. 따라서 이러한 지형은 엄청나게 큰 운석이 수성에 충돌하면서 그 진동이 수성의 반대편에까지 전달되어 생성된 것으로 설명하고 있다. ★ 수성의 표면 상태 수성에 대기가 없는 것은 아니다 아주 희박해서 지구의 1/1000에 불과하다. 그래도 우리의 달에 비하면 대기가 많은 셈이다. 물도 없는데다가 긴 낮에는 온도가 섭씨 340도나 되고, 긴 밤에는 영하 120도나 된다니까 생명이 존재하기 매우 곤란하다 할 것이다. 수성의 표면은 1973년부터 74년까지 Mariner 10 인공위성의 접근에 의해 탐색되었는데, 그 표면은 달(Moon)의 표면처럼 평탄치 않고 무수한 '크레이터(웅덩이)'로 덮여 있으며, 이것들은 오랜 시간 동안 많은 운석의 충돌에 의해 생긴 것이 확실하다. 그러나 달의 표면과 다른 점도 있다. 수성의 표면에는 수백 km에 달하는 절벽이 있는데, 이것을 스카프(scarp)라고 하며, 생성 초기에 뜨거운 행성 상태에서 갑자기 식으면서 수축하는 과정에서 생겨난 지표의 주름이다. 그리고 마리너 10호가 보내온 사진들을 분석하던 과학자들은 수성의 적도 바로 남쪽의 특정지역에서 울퉁불퉁한 언덕들이 촘촘이 모여 있는 것을 발견하였다. 그런데 이 지역과는 정 반대쪽에는 지름 1300 km에 달하는 거대한 분지가 있다. 이 곳을 칼로리스(Caloris) 분지라고 부르는데, 거대한 유성체가 충돌하여 형성된 것으로 보인다. 이 때의 충격으로 수성에는 대지진이 일어났고, 그 지진파들이 전달되어 행성의 정반대편에서 초점을 이루는 부분에 언덕들이 생겨났다고 지질학자들은 추정한다. ★ 수성의 내부 수성은 지구처럼 밀도가 큰 철핵 주위를 밀도가 낮은 암석물질 맨틀이 둘러싸고 있다. 그러나 지구의 핵이 지구 반지름의 반 정도인데 비해 수성의 핵은 반지름의 3/4이 넘는다. 수성은 이와같이 철이 풍부한 핵을 갖고 있지만 수성의 자전 속도는 지구에 비해 매우 느리기 때문에 액체상태의 철핵이 회전하여 자기장이 생긴다 하여도 그 세기가 극히 미약하다. 그러므로 수성은 지구 자기장의 1/100의 세기의 약한 자기장을 갖는다. 그리고 수성의 대기는 아주 희박해서 지구의 1/1000에 불과하며, 긴 밤에는 영하 120도나 되므로 생명이 존재하기 매우 힘들 것이다. ★ 수성의 자전과 공전 1965년 푸에르토리코의 아레시보 전파 망원경에서 수성에 강한 전파를 쏘아 그 반사파를 포착함으로서 수성의 정확한 자전주기를 알아내었다. 이렇게 해서 얻은 수성의 자전 주기는 59일이었다. 1970년 중반, 매리너 10호가 수성을 지나가면서 측정한 수성의 자전 주기는 58.66일로 밝혀졌다. 즉, 29일은 낮이고 29일 동안은 밤이다. 그런데 이 값은 정확히 수성의 공전주기(87.969일) 의 2/3가 되는 값이며, 수성은 태양 주위를 두바퀴 도는 동안에 스스로는 세바퀴 자전을 하게 된다. ★ 수성의 원일점 수성이 우리의 큰 관심을 끌게 된 것은 수성 궤도의 원일점의 위치가 100년에 574초나 변한다는 사실을 관측하고 부터이다. 처음에는 이렇게 원일점이 달라지는 원인을 다른 행성과의 인력에 의한 것이라고 설명하려고 했지만 이것만으로는 완전히 설명될 수 없었다. 발견된 다른 행성의 인력의 영향을 계산하면 530초의 변화는 이해할 수 있었으나 나머지 43초에 대하여는 설명할 수가 없었기 때문이다. 한 때는 이것을 설명하기 위해 수성 궤도 안에 다른 행성이 있는 것이 아닌가 하고 그것을 찾아내려고 노력하기도 했었다. 성급한 사람들은 아직 발견되지 않은 이 행성의 이름을 불칸이라고 지어놓고 찾아내려고 노력하였다. 하지만 미지의 행성은 발견되지 않았고 원일점이 달라지는 원인은 다른 곳에서 찾아낼 수 있었다. 43초의 해답은 아인슈타인의 일반 상대성이론에서 찾을 수 있었다. 질량이 큰 태양 주위에는 공간이 휘어져 있고 이런 휘어진 공간이 이러한 차이를 만들어 낸다는 것을 알게 된 것이다. 2)금성...... 궤도 : 108,200,000 km (0.72 AU) from Sun 지름 : 12,103.6 km (지구의 0.949배) 질량 : 4.869e24 kg (지구의 0.815배) 공전주기 : 224.70 일 자전주기 : 243.01 일 평균 밀도 : 5.25g/cm3 표면 중력 : 지구의 0.903배 탈출 속도 : 10.3km/sec 평균 표면 온도 : 750 K (=480도C) 새벽녘에 동쪽에 밝게 빛나는 별을 샛별이라고 부른다. 그러나 샛별은 그리 오랫동안 빛을 발하지는 않는다. 태양이 뜨기 조금 전에 떠올라서 잠시 반짝이지만 태양이 떠오르면 빛을 잃고 만다. 그러나 그 찬란한 광채는 하늘의 천체들 중에 특별한 존재로 대접받기에 충분하다. 이 별이 바로 금성이다. 그러나 이렇게 찬란하게 빛나는 별은 초저녁에도 있다. 태양이 숨어버린 서쪽 하늘의 고도가 낮은 곳에 다른 별들과는 뚜렷이 구별되는 밝은 별이 하나 보인다. 밝을 때는 주먹만하게 보이기도 해서 마치 우주선이 우리에게 다가오고 있는 것이 아닌가 하는 착각을 일으키게 한다, 이 별이 태백성이다. 그런데 사실은 태백성과 금성은 같은 별이다. 수성 다음으로 태양 가까이에서 태양을 돌고 있는 금성은 태양의 앞에 있을 때는 샛별이 되어 새벽에 보이고, 태양의 뒤에 있을 때는 태백성이 되어 초저녁에 보인다. 태양과 달을 뺀 하늘에서 가장 밝게 보이는 금성은 오랫동안 인간에게 감동과 희망을 안겨주는 찬란한 별이었다. ★ 금성의 표면 금성의 표면은 수 많은 충돌 크레이터(impact craters)로된 상처로 뒤덮혀 있다. 작은 것은 2킬로미터 이하이며 무거운 대기의 침식으로 거의 남아 있지 않다. 매우 큰 운석이 충돌 직전에 부서져 크레이터 무리(crater clusters)를 형성할 때에는 예외이다. 화산 그리고 화산 지형 역시 도처에 발견된다. 적어도 85%의 금성 표면이 화산암으로 덮혀있다. 수백 킬로미터에 달하는 대규모 용암 흐름이 저지대를 흐르고 넓은 평원을 만들었다. 백만개도 넘는 방패형 작은 화산들이 수백개의 큰 화산들을 따라 점으로 흩어져 있다. 화산으로부터의 흐름은 수백 킬로에 걸쳐 구불구불한 하상을 만들어 놓는데, 거의 7,000킬로미터에 달하는 것도 있다. ★ 화산활동(Volcanism) 금성 (Venus) 의 80% 이상이 용암류(Lava flow) 와 평원 (Plain) 과 다른 화산지형으로 덮혀 있다. 금성은 지름이 12마일 (mile) 또는 그 이상 되는 화산(Sif Mons)이 430개 정도이고 그보다 규모가 작은 것이 수만개이다. 탐사선 마젤란호는 거미줄 모양의 단열(Fracture)에 의해 둘러싸인 Arachnoids 을 촬영했다. Coronea 라 불리우는 원모양의 지형과 비슷하나 , Arachnoid 는 지면을 깨진것처럼 야기시키는데 마그마가 지표밑에서 상승할 때 대부분 형성된다. 마그마의 냉각과 후퇴는 가운데 부분의 붕괴를 가져온다. Aphrodite Terra 의 북쪽 Meandering 은 폭이 1 마일 길이가 4225 마일인 수로(Channel) 이다. 아마도 용암에 의해 암석지각 (Rocky crust) 가 녹아서 형성된 것으로 추측된다. 3)지구... 궤도 : 149,600,000 km (1.00 AU) from Sun 지름 : 12,756.3 km 질량 : 5.9736e24 kg 밀도 : 5.515 g/cm3 자전 주기 : 23.9345 시간 공전 주기 : 365.256 일 탈출 속도 : 11.18 km/s 지구는 태양계 내에서 현재 생명체가 살고 있다고 확인된 유일한 행성이다. 16세기초 코페르니쿠스가 지동설을 주장하기 전까지만해도 지구가 자전한다는 것은 누구도 상상할 수 없는 일이었으나 지금은 지구가 자전, 공전하는 태양계의 다른 행성과 다름 없다는것은명백한 사실이다. 지구는 북극과 남극을 연결한 선을 축으로 하여 자전하고 그 주기는 23.9345시간으로 하루가 24시간으로 정해진 것도 이 때문이다. 이 자전축도 고정되어 있는 것은 아니고 일정한 주기로 회전한다. 즉 현재 북극의 직상에 북극성이 있지만 시간과 더불어 회전축의 방향을 이동하여 다른 별자리로 이동해간다. 그 주기는 26,000년이나 되므로 지구의 회전축은 불변이라 보아도 좋다. 이와 같은 현상을 세차운동(歲差運動, precession)이라 부른다. 지구에 있어 이와 같은 세차운동이 일어나는 원인은 태양의 인력 때문인 것으로 보고 있다. ★ 지구의 개관 지구는 태양으로부터 평균적으로 1억 5천만 km 떨어져 있으며, 금성과 화성사이에 위치하고, 질량은 목성,토성,해왕성,천왕성 다음으로 무겁다. 지구의 형태는 완전한 구형이 아닌 적도가 20km정도 더 큰 회전타원체이다 지구는 크게 암권, 수권, 기권으로 나누어지며, 이밖에 생물권을 포함시키기도 한다. 암권은 고체로 이루어진 부분으로서 지구의 주된 부분을 차지하는데, 핵, 맨틀, 지각으로 나뉜다. 수권은 대양과 하천 호소등 물로 된 부분을 말한다. 기권은 대기로 이루어진다. 생물권은 이들 각 권의 일부와 겹쳐 있다. 오랫동안의 탐험과 탐구를 통해, 인류는 지구에 대한 대강의 지식을 얻었으며 과학의 발달과 인공위성의 발사로 더 많은 정보를 얻을 수 있게 되었다. 하지만 아직도 정확한 지식은 충분하지 못하며, 그나마 대부분 간접적인 것이 많다. ★ 지구의 표면 지구에는 육지와 바다 그리고 산이 있다. 지구의 표면은 살아있어 끊임없이 바람이 불고, 물이 흐르고 있다. 또 지구의 내부에는 지진과 화산활동이 일어난다. 이러한 지표면의 활동과 지구내부의 운동에 의해 지구는 끊임없이 변화하면서 표면을 바꾸어 왔다. 지구의 대륙은 지각이 생성되고 대륙판들이 생겨난 이래 판운동에 의해 끊임없이 분리와 합체를 거듭하여 왔다. 이 대륙들은 2억 5천만년전에 하나의 거대한 대륙(판게아 대륙)을 이루었다가, 1억 8천만년전 부터 다시 분리되기 시작하였다. 지금으로부터 약 3천 5백만년전 인도판이 북상하여 유라시아판과 충돌하여 히말라야 산맥을 형성하였으며, 이 시기에 남극과 오스트레일리아대륙은 남미판으로 부터 분리되었다가 다시 서로간에 분리되면서 오늘날과 같은 대륙이 만들어졌다. 지구에도 달이나 다른 행성들처럼 운석이 떨어진 흔적이 있다. 하지만 초기의 운석구의 모습이 현재에도 남아 있는 것은 거의 없다. 다만 최근에 생성된 것일수록 그 원형이 남아 있는데, 원형이 잘 보존된 것으로는 약 5만년전 미국 아리조나주 윈스로우(Winslow)에 떨어진 운석이 남긴 베린저(Barringer) 운석구를 들 수 있다. 이 운석구의 지름은 1.2 km, 깊이는 200m 정도가 된다. 이 운석구가 비교적 원형을 잘 보존하고 있는 것은 이 지역이 기후가 건조한 사막지역으로 인적이 닿지 않는 곳이기 때문이었다. ★ 지구를 둘러싼 대기 지구의 표면은 두꺼운 대기로 덮여 있다. 지구 상의 생물은 이 대기가 있기 때문에 호흡하여 살아갈 수 있다. 대기는 상공으로 갈수록 차츰 엷어지며 진공인 우주공간으로 이어지고 있다. 지구의 대기는 질소 77%,산소 21%, 수증기 1%, 그리고 아른곤 0.93%로 이루어져 있고, 그밖에 이산화탄소, 네온, 헬륨, 황도 소량 존재한다. 대기는 지구를 감싸고 있어서 태양 복사에너지가 우주 공간으로 빠져나가는 것을 막아준다. 이것은 온실효과라 불린다. 지구의 대기층을 대기권이라고 하는 데, 이 대기권의 맨 밑층은 대류권이라 부른다. 대류권의 두께는 위도와 계절에 따라 변화하지만 대체로 10∼15km정도이며, 이 대류권에서는 공기가 활발한 대류를 일으키고 있다. 대류권 위에는 성층권이 있고 여기에는 대류권과 같은 활발한 공기의 흐름은 없고 각 성분이 무게에 따라 층을 이루고 있다. 지표로부터 50∼60km높이의 성층권 상층은 이온층이다. 태양과의 평균거리 1AU 공전주기 365.256일 자전주기 23.9345시간 이심률 0.0167 지름 12,756Km 질량 5.9742X10E24Kg 평균표면온도 20℃ ★ 지구의 내부구조 바깥의 얇은 껍질을 지각이라고 하며, 두께가 약 10 - 35km 되고. 보통 바다에서는얇고, 높은 산이 있는 곳에서는 훨씬 두껍다. 지각의 아래에는 맨틀이라는 부분이 있 다. 이 맨틀이 지구에서 가장 많은 부피를차지한다. 맨틀의 아래 쪽 부분은 핵이라고 하는데 여기에는 철이나 니켈이 녹아 있는 액체 상태의 외핵과 딱딱한 고체로 된 내핵이 있다. 외핵은 액체이며, 내핵은 고체이다. 외핵의 온도는 약 4000도정도 이고, 내핵은 지구의 중심 부분에 있기 때문에 외핵에 비해서 압력이 무척높다. 그래서 철이 녹지 못하고 굳어 버린 것이다. ★ 지구의 자기장 지구 자기장이 존재하는 영역을 자기권이라 하는데 태양에서 불어오는 태양풍은 지구 자기장을 태양의 반대방향으로 밀어 내어 지구 자기장은 마치 혜성의 꼬리처럼 길게 흩날리게 된다. 태양풍 입자들이 자기장과 부딪치게 되면, 그 속도가 갑자기 떨어진다. 입자의 속도가 음속 이하로 떨어지는 경계면에서는 충격파가 생긴다. 그 안쪽에는 지구 자기장의 압력과 태양풍의 기체압이 평형을 이루는 경계면이 존재하는데, 이것을 자기권계면이라 부른다. 대부분의 태양풍 입자들은 자기권계면에서 구부러져 전이 지역을 통과해 지구를 비껴 간다. ★MOON_____________________________________________________________________________ 궤도 : 381억cm from Earth 지름 : 3476 km 질량 : 7.35e22 kg 밀도 : 3.34 g/cm3 공전 주기 : 27.32166 일 자전 주기 : 27.32166 일 음력 주기 : 29.53059 일 표면 온도 : 낮 107 도C, 밤 -153 도C 1609년에 갈릴레이는 원시적인 망원경을 통하여 달의 어두운 부분, 즉 바다와 수많은 구덩이와 산들로 이루어진 밝은 지형을 구별하였다. 대부분의 관측자들이 망원경으로 처음 접하게 되는 것은 바로 달이다. 1959년 소련의 인공위성인 Luna 2호에 의해 처음 달(The Moon)을 방문하게된 인류는 1969년 7월 20일 드디어 달에 첫발을 내딪었다. 그후 1972년 12월까지 여러 차례 달에 인간이 방문하였다. 1994년 여름, Clementine 무인 우주선에 의해 달의 모든 부분이 자세히 지도로 만들어지게 되었다. 달에는 공기도 물도 없기 때문에 그리고 낮과 밤의 길이가 지구보다 굉장히 길기 때문에, 월면에서의 밤과 낮의 온도 차이는 엄청 난 것이다. 태양이 보름 동안이나 내려 쪼이는 낮에는 온도가 섭씨 100도까지 올라가고, 긴 밤 중에는 몹시 추워서 영하 150도나 된다. 그러니까 달의 탐험은, 어둡고 추운 달의 밤 동안에는 곤란하고, 머리 위에서 태양이 내려 쪼이는 낮(만월)은 너무 더워서 곤란하니까 달의 아침에 해당하는 시기에 달에 착륙하도록 미리서 계획을 세워야한다. 아폴로와 루나 계획에 의해 모두 382kg의 월석을 지구로 가져왔다. 이것은 달에대한 자세한 지식을 제공해준다. ★ 바다(Mare) 달을 보았을때 토끼모양 처럼 얼룩무늬로 보이는 지역을 [바다]라고 한다. 이 지역이 어두운 색조를 띠는 이유는 현무암질의 용암대지로 되어 있기 때문이다. 17세기초에 관측자들은 이들 어두운 지역이 물로 가득 차 있을 것으로 믿고 '바다'라는 잘못된 이름을 지었던 것이다. 바다 지역은 대체로 매끈한 평원처럼 보이는 데 그 안에는 1km 내외의 작은 분화구들이 분포 되어 있다. 그 형태는 대체로 커다란 원형으로 되어 있고 그 가장자리에는 산맥들이 둥그렇게 감싸듯이 발달해 있다. 이런 이유로 바다는 과거에 커다란 분화구였으나 지각의 갈라진 틈사이로 용암이 흘러나와 바닥을 매끈하게 채운 것이라고 믿고있다. 따라서 이들 지역의 나이는 약 35억년으로 대륙보다 젊은 것으로 알려져 있다. 달의 앞면에서는 바다가 31.2%의 면적을 차지하고 있는 반면에 우리에게 보이지 않는 뒷면에서는 그 면적이 2.6%로 밖에 되지 않는다. ★ 달의 뒷면 달은 공전주기와 자전주기가 같기 때문에 우리는 항상 달의 앞면만을 볼 수 밖에 없다. 달의 뒷면의 촬영에 성공하여 그 사진을 처음으로 공개한 것은 구 소련이었다. 1959년 10월 4일 '루니크 3호'가 달을 회전하면서 달 뒷면을 촬영하여, 자동으로 사진을 현상하여 지구로 돌아오는 도중에 사진을 무선 전송해서 전 세계에 공개했다. 달 뒷면을 탐험하는 것은 곤란하다. 왜냐하면 달 뒷면에 가 있으면 지구로 전파를 보낼 수 없어서 통신이 안되니까 곤란한 것이다. 그러나 불가능한 것은 아니다. 달을 회전하는 통신위성을 띄워 놓으면 가능하다. 이 통신 위성을 중계로 하여 지구와 교신할 수 있으니까 탐험이 가능하다. 인간은 언젠가는 달 뒷면도 탐사할 것이다. ★ 대륙(고지대) 달표면에서 바다를 제외한 지역으로 바다보다 밝은 색조를 띠고 있는 고지대를 '대륙'이라고 한다. 이 곳에는 각양각색의 분화구들이 빽빽하게 밀집되어있다. 대륙에 분포된 암석들은 칼슘(Ca)과 알루미늄(Al)이 많이 들어있기 때문에 상대적으로 밝게 보인다고 한다. 대륙의 나이는 바다보다 훨씬 많아서 대략 46억년 쯤으로 추정되는데 이는 태양계의 나이와 비슷한 것이다. ★ 절벽 '구름의 바다'에 있는 [직선 벽]이 절벽의 좋은 예일 것이다. 절벽은 매끈한 바다지역에 끊어지듯 기다랗게 형성되는 데 이는 불안정한 시기에 얼음이 꺼지듯이 한쪽 지면이 내려앉음으로써 생성된 단층지형인 것으로 믿어진다. 덧붙여 말하면 이들 절벽은 대부분이 그 이름처럼 깍아지른 듯한 지형이 아니고 매우 완만한 경사를 이루고 있다. ★ 분화구 달에서 매우 흔한 지형은 분화구일것이다. 분화구는 그 대부분이 유성의 충돌로 생성되었는데 이외에도 화산이 폭발하거나 표면이 움품 꺼져내려서 생성되기도 한다. 달은 아주 오래전에 유성들의 집중포화를 맞았는 데 유성이 달 속으로 파고 들면서 표면을 파헤치고 구덩이를 만들어내었다. 이때 튕겨져 나온 물질들이 사방으로 퍼져서 빛줄기(광조)를 만들기도 했다. 실제로 반반한 모래에 돌멩이를 세게 던지면 이와 비슷한 구덩이가 만들어지는 원리와 같다. 이렇게 생성된 분화구들은 평평한 바닥과 뾰족하고 둥근 테두리를 갖고 있으며 중앙에 봉우리를 가지고 있는 것도 있다. 달 표면에는 서울시가 수십개나 들어갈 수 있는 크기(60-300km)의 분화구들이 234개나 있다고 한다. 4)화성.................... 궤도 : 227,940,000 km (1.52 AU) from Sun 지름 : 6,794 km (지구의 0.532배) 질량 : 6.4219e23 kg (지구의 0.107배) 공전 주기 : 686.98일 (=1.88년) 자전 주기 : 24시간 37분 23초 평균 밀도 : 3.94 g/cm3 표면 중력 : 지구의 0.380배 탈출 속도 : 5.0 km/sec 표면 온도 : 최고 293 K (20도C) 최저 133 K (-140도C) 화성은 태양으로부터 평균 1.52 AU 떨어져 있어서 금성 다음으로 지구와 가까워질 수 있는 행성이다. 태양과 화성 사이에 지구가 왔을 때에 가장 가까워지는 것이나, 화성의 공전궤도는 타원이기 때문에 지구의 원일점(태양에서 가장 멀 때)과 화성의 근일점(화성이 태양에 가장 가까울 때)이 일치할 때에 지구-화성 거리는 가장 가까워지는 것으로, 이것을 화성의 '대접근'이라 한다. 15-17년을 주기로 대접근이 나타난다. 탐색선을 보낼 때에는 이와 같은 대접근이 되는 시기를 택해야할 것은 물론이다. 지구에서 볼 때 화성이 태양의 건너편에 있을 때는 보이지 않지만 일정한 각도를 벗어나면 밤에 관찰 할 수 있다. 화성은 지름이 지구의 절반 정도의 행성인데, 공전주기는 686 '지구일'이고 자전주기는 지구보다 약간 긴 24시간 37분이다. 화성의 적도면과 자신의 공전면(황도면)과의 경사도는, 지구가 23.5도인데, 화성은 25도로서 비슷하기 때문에 화성상에서의 계절의 변화는 지구와 비슷할 것이다. 단 일년이 지구의 배나 되니까 한 계절의 길이도 배 정도로 길다. ★ 대운하 논쟁 육안으로도 잘 볼 수 있는 누런 색을 띤 별로서 망원경으로 처음으로 화성을 관찰한 것은 1610년 Galileo에 의해서 였다. 그후 많은 천문학자에 의해 관찰되었는데, 어떤 사람이 화성 표면에 '줄'모양의 무늬가 보인다고 주장, 이것은 사람과 같은 지능을 가지는 동물이 판 대운하(Grand Canal)일지도 모른다고 발표해서 크게 주목을 받게 되었고 논쟁이 끊이지 않았다. 그러나 1971년 Marina 4호라는 화성 탐사선이 화성을 돌면서 촬영을 해서 지구로 보내 온 사진에 의해 화성에는 운하와 같은 것은 존재하지 않는다는 것을 알게 되어서 '운하 논쟁'은 끝이 났다. ★ 극관 화성의 또한 가지 특징은 북극에 하얀 부분이 보이는데 그것을 극관(極冠)아라 하며, 그것은 이산화탄소(CO2)의 얼음 즉 '드라이아이스'로 되어 있다. 1975년 Viking 1, 2 호를 화성 표면에 연착륙시킨데 성공했고, 화성 표면에 관한 여러 가지 정확한 정보를 얻게 되었다. 공기가 있기는 하나 기압은 지구의 1/100에 불과한 아주 희박한 것이다. 공기의 주성분은 이산화탄소(CO2)가 95%, 수분과 산소는 아주 조금 밖에 없고, 화성의 적도에서 낮에는 온도가 26도 C, 밤중에는 -110도 C까지 내려간다. ★ 붉은 화성 화성에는 다른 지구형 행성들과는 대조적으로 화성의 핵에는 철 성분이 적게 포함되어 있다. 핏빛 별로 보일 정도로 표면에 산화철이 풍부한데, 정작 핵에는 철이 부족하다. 지각에 철 성분이 많은데도 불구하고 화성의 밀도(3.9 g/cm3)는 수성, 금성, 지구에 비하면 훨씬 낮다. 따라서 전체적으로 철이나 마그네슘 성분이 부족하다는 이야기가 된다. 결국 철이 핵 쪽으로 모이지 못하고 표면 부근에 흩어져서 붉게 보인다. 그런데 왜 이렇게 핵에 철이 부족한지는 아직까지 수수께끼이다. 화성 자기장은 지구 자기장의 0.004배로 태양풍도 막아 낼 수 없을 정도로 약하다. 화성이 지구와 비슷한 속도로 자전을 하는데, 이렇게 자기장이 약한 것은 핵에 철이 풍부하지 못하거나, 철핵이 있는데 액체 상태가 아니기 때문으로 생각이 된다. ★ 화성의 위성 화성에는 2개의 위성이 있다. 이 위성들은 미국의 에이사프홀에 의하여 처음 발견되었으며, 전쟁의 신 마르스(Mars)의 아들들의 이름을 따서, 포보스(Phobos), 데이모스(Deimos)라고 이름이 붙여졌다. 안쪽에 있는 포보스는 크기가 27x21x19 km로, 바깥쪽에 있는 데이모스(15x12x11 km)보다 약간 더 크다. 크기를 3개의 지름으로 나타낸 것은 이들이 길쭉하고 울퉁불퉁한 럭비공과 감자처럼 생겼기 때문이다. 포보스는 화성에서 약 6000 km 떨어진 궤도에서 7시간 39분만에 화성 주위를 한 바퀴 돌며, 데이모스는 약 20,000 km 떨어진 지점에서 화성의 주위를 30시간 20분만에 한 바퀴 돈다. 포보스의 공전 주기가 화성의 자전 주기보다 더 빠르기 때문에 화성에서 보면 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지게 되며, 데이모스의 공전 주기는 화성의 자전 주기보다 느리기 때문에 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지게 된다. 그런데 화성의 위성들은 크기나 모양으로 보아서 위성이라고 하기보다는 소행성을 닮았다. 그래서 태양계 생성 무렵에 소행성이 화성의 궤도에 붙잡힌 것이 아닌가 생각되어지고 있다. ★ 화성의 내부구조 화성의 내부구조가 지구와 비슷하다는 증거가 사상 처음 확보됨으로써 화성 생명존재설이 다시 강력히 부각되고 있다. 미항공우주국(NASA)은 8일 무인 화성탐사선 패스파인더가 보내온 신호 분석결과 화성의 내부구조가 지구처럼 지각, 맨틀층, 중심핵 등으로 구성됐을 수도 있다는 강력한 증거를 확보, 화성에 한때 물이 있었으며 생명체가 존재했을 가능성이 매우 높아졌다고 밝혔다. NASA의 화성탐사관련 과학자들은 화성이 자전하는 가운데 패스파인 더가 보내온 무선신호의 변화를 측정, 화성이 단순히 단단한 원형 바위가 아니라는 첫 증거를 얻었다고 말했다. 화성이 단순히 고체 덩어리가 아니라 분명한 층을 형성하고 있다고 하는것은 층 형성에 충분한 열을 가지고 있다는 것을 의미, 화성이 지구 와 같이 한때 생명체 진화에 충분할 정도로 따뜻하고 물기가 있었다는 이론에 무게를 더해주고 있다고 이들은 평가했다 ★ 화성의 탐사 미국에서 보낸 화성탐사선인 패스파인더가 착륙했던지점은 한때 엄청난 홍수가 지나간 뒤 고지대에 있던 암석들이 흘러내려 만들어진 저지대이다. 화성에서 가장 큰 화산인 올림포스산은 지구의 몇몇 화산과 매우닮았는데 600km에 걸친 그 아래 자락은 하와이를 형성하는 화산아래 자락의 2배 이상이다. 정상의 크레이터는 직경이 70km나 된다. 올림포스산이 이미 활동하지 않는 것은 명확하지만 크레이터의 꼭대기에서 아래의 비스듬한 면 위에 보이는 용암의 흐름은 비교적 가까운 과거에 있었던 분화를 시사하는 것이다. 과학자들은 이 분화에 의한 열이 영구동토층을 녹여서 홍수를 일으켰던 것으로 생각하고 있다. 5)목성...... 궤도 : 778,330,000 km (5.20 AU) from Sun 질량 : 1.900e27 kg 지름 : 적도 143,800km (지구의 11.27배),극 135,200km (지구의 10.60배) 이 심 률 : 0.048 공전 주기 : 11.86년 자전 주기 : 적도표면 9시간 50분 30초, 내부 9시간 55분 30초 평균 밀도 : 1.314 g/cm3 표면 중력 : 지구의 2.64배 탈출 속도 : 61 km/sec 표면 온도 : -110도C (구름 상층부) 목성(木星)은 영어로는 Jupiter라하며 화성(Mars)보다 먼 곳에서 태양을 공전하고 있는 '외행성'의 하나이다. 행성들 가운데서 가장 덩치가 큰 것으로 지구보다 무려 318배의 질량을 가지고 있고, 그 지름은 지구의 11배나 된다. 태양과의 평균 거리는 5.2 AU(1 AU는 지구-태양의 평균 거리)이며, 태양으로부터 5번째의 행성이며, 그 공전주기 즉 태양을 한번 도는데는 12년이 걸린다. 자전주기는 9시간 55분으로 지구보다 거의 3배나 빨리 돌고 있다. 원심력이 크기 때문에 남북으로 납작하며 적도의 지름은 극의 지름 보다 6 %나 크다. 자전의 방향은 공전의 방향과 일치한다. 그리고 목성의 적도면과 공전면(즉 황도면)은 거의 일치되어있다. 목성을 구성하고 있는 물질은 수소가 76 %, 헬륨이 22 %이어서 태양의 성분과 유사하다. 태양의 일부분이 떨어져 나와서 행성이 된 것이라 생각할 수 있다. 그래서 밀도는 지구의 1/4에 불과하다. 목성의 표면은 지구나 달과는 달리 육지는 없고 액체수소의 바다를 이루고 있다. 목성의 중심부에는 초고압에 의해 수소가 고체로 된 '금속수소'의 핵이 있다고 생각된다. 만일 목성이 훨씬 더 컸다면(10배 이상) 압력에 의한 중심부의 온도가 몇 천만도에 이르렀을 것이고 그렇다면 목성도 태양과 같은 항성으로 발전했을 가능성도 있다는 것이다. 1977년 미국이 발사한 2 개의 'Voyager'우주선은 목성(Jupiter), 토성(Saturn), 천왕성(Uranus), 해왕성(Neptune)의 근처를 통과하면서 이들 행성의 생생한 영상을 많이 보내와서 목성에 대한 지식은 풍부해졌다. 목성에 대한 특이한 발견은 목성에도 희미하지만 2 개의 고리가 있다는 것이다. ★ 목성의 표면 목성의 표면은 액체수소의 바다이고 그 위에 아주 짙은 대기가 덮고 있는데 수소, 메탄, 암모니아, 이산화탄소가 주류를 이루고 있으며, 표면에서의 압력은 지구의 대기압의 무려 200,000배나 된다. 목성의 대기의 표면이 받은 태양열은 지구의 0.037에 불과하여 평균온도는 약 영하 120도 C이다. 망원경으로 관찰하면 적도에 평행한 여러 개의 줄 무늬를 볼 수 있는데, 이것은 목성 자전에 의한 맹렬한 대기의 이동 때문이며, 고체로 된 메탄이나 암모니아, 이산화탄소(드라이아이스)의 구름의 흐름이라 생각된다. 또 특이한 것은 지구의 크기보다도 큰 타원형의 길쭉한 붉은 색의 반점이 있다. 이것을 '대적반'이라 한다. 이상한 것은 전파 망원경에 의한 관측에 의하면 목성은 일정한 파장을 가지는 전파를 간헐적으로 발사하고 있다는 것이다. 이 전 파로 목성의 자전주기를 측정한 것이다. 전파의 원인에 대한 설명은 있으나 확실한 것은 알지 못한다. ★ 목성의 구름과 대기 목성에서 제일 볼만한 것은 여러 색깔의 줄무늬를 만드는 표면의 구름층이다. 그 중에서 대적점(또는 대적반이라고 불림)은 정말 장관이다. 이것의 크기가 가장 클 때에는 지구 2-3개가 들어갈 정도이며, 인간이 목성 표면을 관측하기 시작한 300년 이전부터 계속 존재하였다. 탐사선들이 보내 온 사진들에서 구름의 운동을 면밀히 분석한 결과, 대적점은 반시계 방향으로 6일에 한번씩 회전하는 것으로 밝혀 졌다. 그리고 대적점 위쪽에서 부는 바람은 동에서 서로, 아래쪽에서 부는 바람은 서에서 동으로 분다. 따라서, 대적점은 서로 반대 방향으로 움직이는 구름 표면에 생기는 소용돌이 현상이다. 여기서 한가지 짚고 넘어갈 것이 있다. 그건 태양에서 받는 에너지보다 목성 내부에서 나오는 복사 에너지가 더 많다는 것이다. 거의 2배에 달한다. 목성 내부에서 나오는 에너지는 생성 초기에 얻은 중력에너지로 생각이 된다. 지구처럼 암석으로 둘러싸인 중심부에서는 에너지가 밖으로 방출되기 어려우나, 목성에서는 쉽게 방출되므로 그 복사량이 태양에서 오는 양보다 더 많다.목성 내부에서 방출되는 에너지는 적외선 복사로 나오게 되며, 그걸 이용하여 구름층의 온도와 높이를 알 수 있다. 적외선 촬영에서 밝게 보이는 부분은 온도가 높은 부분이다. 이것은 낮게 떠 있는 구름층으로 망원경으로 볼 때에는 푸른색으로 보인다. 구름은 색에 따라 온도와 떠 있는 높이가 다르다. 온도가 높고, 떠 있는 고도가 낮은 구름층부터 나열해 보면 푸른색, 노란색(갈색), 흰색, 붉은 색의 순이다. 붉은색 구름층은 적외선 사진에서는 검은색으로 나타나므로, 가장 높은 곳에 떠 있는 온도가 가장 낮은 구름층이라는 것을 알 수 있다. ★ 대적반(Great Red Spot) 대적점은 고기압지역이다. 지구에서도 공기의 흐름은 기압의 영향을 받는다. 만약 우리가 공기를 볼 수 있다면, 공기가 정상보다 더 많은 고기압 지역은 부풀어 보이고, 저기압 지역은 쑥 꺼져 보일 것이다. 지구의 경우 공기의 흐름은 고기압에서 저기압으로 흘러가게 되는데, 공기의 흐름은 똑바로 나아가는 것이 아니라, 지구의 자전 운동때문에 휘어진다. 북반구의 저기압 지역에서 는 반시계방향의 소용돌이가 불어 들어가고, 고기압 지역에서는 시계방향의 소용돌이(역선풍;반사이클론)가 불어 나온다. 그리고 남반구에서는 그 방향이 반대이다. 이러한 공기 흐름의 기본 틀은 자전하는 행성들에서는 모두 똑같다. 이런 사실로 보아 목성의 남반구에서 6일만에 반시계방향으로 소용돌이치는 대적점은 역선풍이고 공기가 부푼 고기압지역임을 알 수 있다. 대적점 아래에 흰 타원체들이 반시계방향으로 돌고 있는데, 이것도 고기압지역이며, 흰색이니까 둘째번으로 높은 구름층이다. 또, 북반구에서는 갈색 타원체들을 볼 수 있는데, 이들은 목성의 구름층에 구멍에 뚫려 아래층의 구름이 보이는 현상이다. 이 갈색 타원체는 1-2년 안에 소멸한다. 흰타원체는 50년 이상, 대적점은 300년 이상 생존했는데, 갈색 타원체는 비교적 빨리 죽는 편이다. ★ 목성의 오로라(Jupiter's Auroras) 이들 허블 사진들은 목성에서 방출되는 오로라가 변하는 모습이 나타나 있으며, 방출 고리 바로 밖에 있는 작은 오로라 점이 화산 활동을 하는 위성인 이오(Io)와 어떻게 연결되는지 보여주고 있다. 윗쪽 사진의 빛나는 집접(pinpoint)은 이오로 부터의 방출 때문에 나타나는 것이다. 왼쪽의 사진은 이오와 목성이 선속관(flux tube)라고 불리우는 대전 입자의 눈에 보이지 않는 흐름을 통해 어떻게 연결되고 있는지를 보여준다. 이오의 화산 분출로 방출된 입자는 이오를 꿰뚫고 지나가는 목성의 자기력선을 따라 행성의 북극과 남극으로 흐른다. ★ 목성의 고리(Jupiter's Ring) 토성의 복잡한 고리 패턴과는 대조적으로 목성은 단 하나의 고리를 갖고 있으며, 그 고리는 거의 균일한 구조를 가지고 있다. 목성의 고리는 직경이 10미크론 보다 작은 먼지 입자들(담배 연기 입자 크기)로 구성되어 있는 것으로 추측된다. 외측 가장자리는 행성의 중심으로 부터 129,000킬로미터, 내측 가장자리는 30,000킬로미터 정도 된다. 고리의 궤도를 따라 공전하던 작은 달들이 운석의 폭격을 받아 고리의 기원이 된 것으로 보인다. 목성의 고리와 위성들은 이 행성의 자기장에 갇혀있는 전자와 이온으로 된 강한 방사능대에 위치한다. 이들 입자들과 장(field)은 목성 자기권(magnetosphere) 혹은 자기장 환경 을 구성하고 있는데, 태양쪽으로는 2-7백만 킬로미터 까지, 반대 방향으로는 7억 5천만 킬로미터로 거의 토성의 궤도까지 바람주머니(windsock)모양으로 펼쳐져 있다. 6)토성....... 궤도 : 1,429,400,000 km (9.5 AU) from Sun 지름 : 120,536 km 질량 : 5.68e26 kg 공전 주기 : 29.458 년 자전 주기 : 10.233 시간 평균 밀도 : 0.69 g/cm3 탈출 속도 : 35.49 km/sec 평균 온도 : -125 도C (구름 온도) 토성은 태양계의 6번째 행성으로서, 적도 직경이 119,300킬로미터이며 두번째로 크다. 이 행성에 대해 알고 있는 것은 대부분1980-1981 보이저(Voyager) 탐사에서 알려진 것들에 기초한다. 토성은 매우 빠른 자전의 결과로 극지방이 눈에 띨 만큼 평평하다. 토성의 하루는 10시간 39분이며 태양을 한 바퀴 도는데 29.5년이 걸린다. 대기는 주로 수소로 이루어졌으며 소량의 헬륨과 메탄을 포함한다. 토성은 물보다 밀도가 낮은 유일한 행성이다(30%정도 적음). 그러므로 충분히 큰 바다가 있다면 토성은 둥둥 떠다닐 것이다. 토성의 몽롱한 노란 색상을 바탕으로, 비록 흐리기는 하나 목성(Jupiter)의 줄무늬와 유사하게 넓은 범위에 걸친 대기의 띠 무늬가 나있다. 토성의 바람은 매우 빠르다. 적도 근처의 풍속은 거의 초속 500미터에 달한다. 대부분의 바람은 동쪽으로 분다. 가장 강한 바람은 적도 근처에서 발견되며 위도가 높아질 수록 풍속은 감소하는데 그 비율은 일정치 않다. 35도 보다 높은 위도에서는, 위도가 높아짐에 따라 풍향이 동서 방향으로 번갈아 바뀐다. ★ 토성의 고리 토성의 고리들로 인하여 태양계에서 가장 아름다운 천체로 꼽힌다. 토성의 고리는 밝은 A,B고리와 흐릿한 C고리를 포함하여 많은 수로 분리된 고리들로 되어 있다. 고리들 사이에는 틈들이 다양하게 존재한다. 가장 주목할만한 틈은 카시니 틈(Cassini [kah-SEE-nee] Division)으로 A와 B고리를 갈라 놓고 있다. 이 틈은 1675년, 카시니(Giovanni Cassini)에 의해서 발견되었다. A고리를 갈라놓고 있는 엔케 틈(Encke [EN-kee] Division)은 1837년, 이를 발견한 엔케(Johann Encke)의 이름을 붙인 것이다. 우주 조사선에 의해 주된 고리들은 매우 많은 수의 좁은 고리들로 나누어졌다는 것이 밝혀졌다. 고리들의 기원은 확실치 않다. 다만 커다란 위성이 혜성이나 운석의 충돌 에의해 파괴되어 생긴 것이 아닌가 하고 생각되고 있다. 고리의 물질 조성은 뚜렷하게 밝혀지지는 않았으나, 고려할만한 수준의 물이 있음을 보여주고 있다. 이들 물은 아마도 수 센티미터에서 수 미터에 이르는 얼음 덩어리나 눈뭉치로 되어 있으리라 본다. 몇몇 고리에서 보이는 애쓴듯한 구조 대부분은 가까이 있는 위성의 중력 효과에 기인한 것이다. 두개의 달들이 양떼를 몰고 가듯이 고리의 물질들에 작용을 미치고 있는 F고리는 그 좋은 본보기가 된다. 이름 거리* 폭 두께 질량 알비도 D 67,000 km 7,500 km ? ? ? C 74,500 km 17,500 km ? 1.1x10^18 kg 0.25 맥스웰 틈(Maxwell Gap) 87,500 km 270 km B 92,000 km 25,500 km 0.1-1 km 2.8x10^19 kg 0.65 카시니 틈(Cassini Div) 117,500 km 4,700 km ? 5.7x10^17 kg 0.30 A 122,200 km 14,600 km 0.1-1 km 6.2x10^18 kg 0.60 엔케 틈(Encke gap) 133,570 km 325 km 켈러 틈(Keeler gap) 136,530 km 35 km F 140,210 km 30-500 km ? ? ? G 165,800 km 8,000 km 100-1000 km 6-23x10^6 kg ? E 180,000 km 300,000 km 1,000 km ? ? ★ 토성의 폭풍(Storm on Saturn) 이 사진은 허블 우주 망원경이 찍은 것으로서, 행성의 적도 근처에서 흰 화살촉 모양을 한 보기드문 폭풍의 모습을 보여주고 있다. 폭풍은 지구상의 뇌운과 비슷하게 보다 온난한 공기가 위로 상승하며 발생한다. 이 폭풍의 동서는 지구의 직경(12,700킬로미터)과 맞먹는다. 허블의 사진은 충분히 뚜렷하여, 토성의 일반 대기 순환에 의한 바람이 쐐기 모양으로 밝은 중앙부 구름층을 왼쪽에서 뚫고 들어가는 것을 볼 수 있을 정도이다. 1980-1981년 보이저가 잡은 것 중에 가장 강력한 동쪽 방향의 바람들은 시속 1,600킬로미터 수준으로 쐐기 모양과 같은 위도에서 발견되었다. 화살촉 모양의 북쪽에는, 바람이 약해지므로 폭풍의 중심은 그 주변의 흐름에 대하여 상대적으로 동으로 이동하게 된다. 따라서 더 높은 위도에서 부는 바람들은 폭풍의 북쪽에 펼쳐져 있는 구름들을 서쪽으로 스쳐 지나간다. 폭풍의 북측으로 불어드는 어두운 쐐기 모양이 있는 위도에서 부는 강풍은 폭풍의 북측 부위를 지나서 불고 폭풍의 동쪽(오른쪽)에 대기의 2차 요동을 일으켜서 희미한 흰 구름을 만들어 낸다. 폭풍의 흰 구름은, 보다 고온의 상승 기류에 실린 암모니아가 토성의 상층운을 뚫고 나와 빙정으로 되면서 생긴 것이다. ★ 토성 위성 이 토성의 위성 몽타지는 보이저1호 탐사선이 토성과 조우한 1980년 11월에 찍은 사진들을 조립하여 그린 것이다. 화가가 본 토성 그림에서 전면에 보이는 것이 디오네(Dione)인데, 토성은 그 뒤에서 뜨고 있다. 테티스(Tethys)와 미마스(Mimas)는 오른쪽 멀리 사라지고 있으며, 엔셀라두스(Enceladus)와 레아(Rhea)는 토성의 링을 왼쪽으로 벗어나고 있다. 그리고 타이탄(Titan)은 먼 궤도를 돌면서 상단에 보이고 있다. 7)천왕성........... 궤도 : 2,870,990,000 km (19.218 AU) from Sun 지름 : 51,118 km 질량 : 8.683e25 kg 밀도 : 1290 kg/m3 공전주기 : 84 년 자전주기 : 17.9 시간 표면온도 : -170 도C 태양계의 9개의 행성 가운데서 7번째로서 토성의 밖을 돌고 있는 행성이 '천왕성(天王星, Uranus)'이며, 1781년 Herschel에 의해 발견되어서 이것을 '허셀의 별'이라고도 한다. 육안으로는 볼 수 없을 정도로 어두워서 망원경으로 관찰한다. 공전주기는 84년이고 자전주기는 17.9시간이다. 이 별의 표면은 별다른 특징이 없기 때문에 자전주기를 측정하기는 매우 어려운 것이다. 태양으로부터의 거리는 18-20 AU이고 행성 중에서 3번째로 크며 지름이 지구의 4배 정도이다. 태양으로부터 받은 태양광선의 양은 지구의 그것의 1/360에 불과해서 표면의 온도는 -170도 C에 불과하다. 천왕성의 적도면과 그 공전면과는 89도 정도 경사 되어 있는 것이 특이하며, 만일 지구의 경사각이 이처럼 크다면 지구에서 본 태양의 운동과 계절의 특징은 어떠할 것인가 생각해 보는 것은 흥미로울 것이다. ★ 천왕성 대기 천왕성 대기의 조성은 수소 83%, 헬륨 15%, 메탄과 미량의 아세틸렌 그리고 기타 탄수화물로 되어 있다. 상층 대기에 있는 메탄은 붉은 빛을 흡수하여 천왕성이 청-녹색으로 보이도록 만든다. 천왕성의 대기권에는, 토성과 목성에서 위도를 따르는 줄무늬가 생생하게 나타나는 것과 흡사하게, 일정한 고도를 유지하며 달리는 구름들이 늘어서 있다. 중위도의 바람은 행성의 자전과 같은 방향으로 불고 있다. 이들 바람의 풍속은 초속 40내지 160미터 정도 이다. 무선 과학 실험에 의하면, 적도에서는 반대 방향의 바람이 약 100m/s의 속도로 불고 있는 것으로 밝혀졌다. ★ 천왕성의 고리(Uranus' Rings) 1977년, 천왕성의 고리 7개가 처음으로 발견되었다. 보이저가 천왕성에 접근하는 동안 이들 고리를 촬영하고 측정하였는데 새로운 고리 두개와 작은 고리들이 더 있었다. 천왕성의 고리들은 목성(Jupiter) 과 토성(Saturn)의 것과는 판이하게 다르다. 가장 밖에 있는 입실론(epsilon)고리는 수 피트 정도 되는 둥근돌 모양의 얼음 으로 되어 있다. 미세한 먼지들 역시, 매우 엷게 고리들 사이로 퍼져 있는 것 처럼 보인다. 아마도 많은 수의 가는 고리들 혹은 아직 완성되지 않는 고리인 폭이 50미터 정도 되는 호(arcs)들이 있을 것으로 생각된다. 고리를 이루는 개개의 입자들은 낮은 반사율을 나타낸다. 적어도 입실론 고리는 회색을 띠는 것으로 나타났다. 위성인 코델리아와 오필리아는 입실론 고리에 대해서 양떼지기 위성(shepherd satellites)으로 작용한다. ★ 천왕성의 궤도 천왕성은 옆구리를 궤도면에 담그고 있다는 점에서 다른 행성들로부터 크게 차이난다. 이와 같은 비정상적인 자세는 태양계 역사의 초기에 행성 규모의 천체에 의해서 충격을 받았기 때문이 아닌가 하고 추측되고 있다. 보이저2호(Voyager 2)는 옆으로 구르기 때문에 나타나는 놀랄만한 작용 하나를 발견하였는데, 자전축으로부터 60도나 기울어진 자기장의 꼬리에서 그 효과가 나타난다. 자기장의 꼬리(magnetotail)는 행성의 회전에 의해서 꼬이고 마치 코르크마개를 빼는 나사와 같은 모습을 하고 행성 뒤로 길게 늘어져 있다. 자기장의 근원은 밝혀져 있지 않다. 한 때, 도전성(electrical conductive)이 있으며 고압으로 압축되어 있는 대양이 대기와 핵 사이에 놓여있다고 생각되었으나, 현재는 그 존재가 부정되었다. 지구나 다른 행성의 자기장은 용융 상태의 핵에서 전류가 발생하여 형성된다고 믿어지고 있다. ★ 천왕성의 위성 1986년 Voyager 2호가 천왕성에 접근하여 탐사한 결과 이 별이 15개의 위성을 가지고 있다 전면에 보이는 것은 아리엘(Ariel) 이고 천왕성이 그 뒤에서 떠오르고 있다. 움브리엘(Umbriel)은 왼쪽으로 지고 있으며, 미란다(Miranda)는 오른쪽 전면에 있다. 오른쪽 멀리 사라지는 것은 티테이니어(Titania), 먼 궤도를 돌면서 위로 보이는 것은 오베론(Oberon)이다. 8)해왕성.......... 궤도 : 4,504,000,000 km (30.06 AU) from Sun 지름 : 49,532 km 질량 : 1.0247e26 kg 밀도 : 1640 kg/m3 공전 주기 : 164.8 년 자전 주기 : 19.1 시간 평균 온도 : -200 도C (48 K) 천왕성(Uranus)의 바깥 쪽을 돌고 있는 8번째의 행성이 '해왕성(海王星,Neptune)'으로 1846년경에 발견되었고, 공전주기는 165년이고, 자전주기는 약 19시간이며, 크기는 천왕성과 비슷하고, 태양으로부터의 평균거리는 약 30 AU이고, 태양으로부터 받은 광선의 양은 지구의 그것의 1/1000에 불과하여, 표면 온도는 -200도 C 정도라 추측된다는 것이다. 해왕성(Neptune)은 천왕성(Uranus), 토성(Saturn), 목성(Jupiter)과 더불어 그 성분이 모두 태양의 그것과 비슷하여 주성분이 수소이고 헬리움이 다음으로 많고, 크기는 모두 큰 반면에 밀도가 지구보다 훨씬 작은 것이 특징이어서, 이들 행성을 '거대행성, giant plannet'이라고 부르기도 한다. ★ 해왕성의 대암반 ▶ 1989년 9월 20일, 보이저2호(Voyager 2)가 촬영한 것이다. 보이저 과학자들이 대암반(Great Dark Spot)이라고 이름 붙인 커다란 구름 모양이, 사진의 중앙부 쪽에 보인다. 그것은 남위 22도에 위치하며 매 18.3시간 마다 행왕성을 한바퀴 돈다. 대암반의 남과 동측에 있는 밝은 구름들은 4시간의 잛은 시간 안에 그 모습을 바꾼다. ▶ 보이저가 해왕성에 접근했을때 가장 눈에 뜨는 곳은 'Great Dark Spot'이란 곳이었다. 이것은 목성(Jupiter)의 대적반(Great Red Spot)보다 절반 정도 작은 크기이다. Great Dark Spot에는 300 m/s의 강한 서풍이 불고 있으며 보이저 2호는 남반구에서 작은 검은 점 두개를 더 발견하였다. 또한 'The Scooter'라 불리는 불규칙한 구름들이 생성되고 있음을 알아내었지만 그 정확한 원인은 밝혀지지 않았다. 그런데 1994년, 허블 망원경의 모습에 해왕성의 Great Dark Spot이 사라진것을 발견하였다! 몇달 후 해왕성의 북반구에 새로운 반점이 생긴것을 찾아 내었다. 이것은 해왕성의 대기가 빠르게 변하고 있다는 것을 말해준다. 아마도 위쪽과 아래쪽의 작은 기온차가 원인이 되지 않았나 추측된다. ★ 허블 망원경이 새 암반을 발견(HST Finds New Dark Spot) 1994년, 허블 망원경은 보이저2호가 발견한 대암반(Great Dark Spot) 에서 놓쳤던 부분을 드러내었다. 이 사진은 11월 2일 촬영되었는데, 행성의 가장자리에 새로운 암반이 형성되었음을 보여주고 있다. 이전 것들 처럼, 새 반점에도 가장자리를 따라 높은 고도의 구름이 형성되어 있는데, 상공으로 밀려 올라간 개스가 상층 대기에서 냉각되어 메탄 빙정 구름이 된 것이다. 반점의 어두운 부분은 깨끗한 개스가 자리잡고 있는 지역으로서, 대기의 하층 구름을 드려다 볼 수 있는, 일종의 창문 구실을 하고 있는 것으로 보인다. ★ 권운(Cirrus-like Clouds) 이 사진은 해왕성의 북반구에 있는 권운이 햇빛을 받아 밝은 띠 모습으로 보이는 것을 찍은 것이다. 이들 구름은 35마일 밑에 있는 푸른 구름층에 그림자를 드리우고 있다. 하얗게 줄을 지어 달리는 구름들은 폭이 48-160킬로미터, 길이가 수천 마일에 이른다. ★해왕성의 구름 밝은 덩굴 모양의 행왕성 구름들은 빠르게 변화하며, 수십 시간을 주기로 생성되거나 소멸되는 현상이 종종 일어난다. 이 연속 사진은 해왕성이 두번 자전(약 36시간)하는 동안, 보이저2호가 픽셀당 100킬로미터라는 해상도를 가지고 대암반 주변에서 일어나는 구름의 전개를 관찰한 것이다. 각 사진의 시간차인 18시간 간격을 두고 일어나는 놀랄만큼 빠른 변화로부터, 이 지역 해왕성의 날씨는 지구만큼이나 변화무쌍하다는 사실을 알아낼 수 있다. 그렇지만 그 변화의 규모는 상식을 뛰어 넘는 것이다. 대암반은 지구(Earth)와 거의 같은 크기이고, 해왕성의 대기는 캘빈온도 55도, 덩굴모양의 구름들은 메탄의 빙정으로 되어 있다. 반면에 지구의 권운은 물이 얼어서된 빙정으로 되어 있다. ★ 해왕성의 위성 해왕성에는 원래 2개의 위성이 있었는데, 1989년 8월 Voyager 2호에 의해 6개가 더 발견되었고, 이들 중 가장 큰 '트리튼(Triton)'은 공전항향과는 반대로 자전하는 것이 특이하다. 또 4개의 희미한 고리가 있다는 것도 발견했다. 9)명왕성............ 궤도 : 5,913,520,000 km (39.5 AU) from the Sun (평균) 지름 : 2274 km 질량 : 1.27e22 kg 밀도 : 2030 kg/m3 공전 주기 : 247.7 년 자전 주기 : 6.39 일 평균 온도 : 37 K 명왕성은 1930년 2월 18일 발견되었으며, 태양계의 맨 끝에 위치하고 있다. 명왕성은 다른 어떤 행성보다 태양으로부터 멀리 떨어져 있기는 하나, 궤도이심률(eccentricity)이 매우 큰 관계로, 그의 공전 주기 249년 동안에 20년은 해왕성 보다도 더 안쪽에 위치하게 된다. 명왕성은 1989년에 태양에 가장 근접하였고, 1999년 3월 14일 까지는 해왕성의 안쪽에 남는다. 명왕성 궤도면의 경사 또한 매우 심해서 다른 행성의 궤도 평면에 대하여 17도나 기울어져 있다. 관측에 의하면 자전축 역시 122도 기울어진 것으로 나타난다. 지상 관측에 의하면, 명왕성의 표면은 메탄 얼음으로 덮혀 있으며, 엷은 대기층이 있는데 그나마 명왕성이 태양으로부터 멀어짐에 따라 얼어 붙어서 지상으로 내려 앉을 것으로 보인다. 2001년, 미항공우주국(NASA)는 행성의 대기가 얼어붙기 전에 명왕성 특급 우주선을 발사하여, 이 행성을 연구할 계획을 세워놓고 있다. ★ 명왕성의 위성 카론 명왕성은 카론(Charon [SHAR-on])이라는 위성을 갖고 있는데, 그리스 신화에 나오는 저승의 왕 플루토의 세계를 흐르는 스틱스강(River Styx)에서, 나룻배를 젓는 뱃사공의 이름을 따서 붙인 것이다. 카론은 1978년 발견되었다. 그의 표면은 명왕성과는 다른 조성을 갖고 있는 것으로 보인다. 이 위성은 메탄 얼음이 아닌 물의 얼음으로 표면이 덮혀 있는 것으로 나타난다. 이 위성의 궤도는 명왕성의 중력권에 묶여 있으며, 두 천체는 항상 같은 반구면(hemisphere)으로 마주보고 있다. ★ 명왕성의 표면(The Surface of Pluto) 예전에는 결코 볼 수 없었던, 멀리 떨어진 행성, 명왕성의 표면이 나사의 허블 우주 망원경의 사진에 의하여 분석되었다. 이들 화상은 청색으로 만들어졌는데, 지구를 제외한 다른 어떤 행성 보다도 명왕성 표면이 큰 규모의 대비를 이루면서, 복잡한 모습을 하고 있다는 것을 보여주고 있다. 실제 명왕성은, 이 화상보다 더 뚜렷하게, 밝고 어두운 부분이 대조를 이룬 모습을 하고 있을 것이다. 그러나 허블 우주 망원경 분해능의 한계 때문에 경계선이 문드러지고( 구형 망원경으로 화성 표면을 본 것 처럼), 사이에 있는 자세한 모습들이 묻혀 버렸다. 화상의 위에 있는 작은 이미지 두개는 실제로 허블이 얻은 사진이다(위가 북쪽). 한 픽셀은 100마일 보다 크다. 이러한 분해능에서 허블 망원경은, 대충 어둡고 밝은 주요 지역 12개를 분간해낼 수 있다. 아래쪽 큰 이미지 두개는 허블의 사진을 컴퓨터가 분석하는 과정을 거쳐 얻어낸 지형도이다. 두개의 이미지는 명왕성의 반대편 반구면을 각각 보여준다. ★ 명왕성의 표면지도 명왕성 표면 지형도(Map of the Surface of Pluto) 명왕성의 최초 지형도이다. 이 지형도는 행성 표면의 85%정도를 망라하고 있는데, 명왕성은 적도 부근에 어두운 띠를 갖고 있으며, 밝은 극관(polar caps)이 있음을 보여주고 있다. 이 사진은 1980년도 후반, 카론에 의해서 명왕성 식(eclipses)이 진행될 때, 빛의 강도 변화를 지상에서 관측한 자료를 참조한 것이다. 이 지도에 나타난 밝기의 변화는, 아마도 분지나 새로 생성된 충돌 크레이터와 같은 지형들 때문일 수 있다. 그러나 행성의 공전 혹은 계절을 주기로하여 행성 표면을 옮겨 다니는 빙결층과 질소-메탄 대기의 화학적 부산물로 생긴 침전이 복잡하게 분포되며 대부분의 지표 모습을 결정하고 있을 것으로 본다. 각 지역에 대한 명칭은 추후에 붙일 예정이다. 어둡고 밝은 지역들을 나타내기 위해서, 4개의 원 사진 자료의 거친 점들을 부드럽게 순화시키는 이미지 재 처리 기술을 사용하였다. 아래쪽에 있는 검은 띠 부분은 명왕성의 남극에 해당하는 지역으로서, 관측 당시, 지구의 반대편을 가리키고 있었기 때문에 이미지화 할 수 없었다.