행성이란 무엇인가?

 

 

행성이란 무엇인가?

 

 

  태양이 절대군주로 군림하는 이 태양계의 식구들은 과연 어떤 특징들을 가지고 있을까? 이 구성원들을 대충 뽑아보자면 다음과 같다. 법적, 태양은 중심으로 공전하고 있는 8개의 행성 및 의 행성 및 위성, 소행성. 외행성, 혜성, 유성체 등이 그 뼈대를 이루고 있다.

 

 

  밤하늘을 바라보면 수많은 별이 반짝인다. 가장 맑은 밤하늘에 서 사람이 맨눈으로 불 수 있는 별은 6등성까지로, 그 개수는 약 4천 개다. 그 사이에서 행성들을 찾기란 쉽지 않지만, 눈썰미 있는 사람에겐 그리 어려운 일이 아닐 수도 있다.

 

 

  행성들은 매일 밤 다른 별들에 비해 조금씩 이동한다. 하루 이틀이면 눈에 잘 안 띄지만 한 달, 한 계절이 지나면 금방 알 수 있다. 게다가 밝기도 밝은 편이고, 이동하는 길도 태양이 지나는 길과 비슷하다. 행성들의 공전 궤도면과 지구의 공전 궤도면이 거의 일치하기 때문이다. 그래서 행성들은 일찍부터 사람들에게 알려졌다. 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 동서양 똑같이 예로부터 알고 있었던 행성들이고 그 바깥으로 천왕성, 해왕성은 망원경이 발명된 후 발견된 것들이다.

 

 

  8개 행성 중 지구의 공전궤도 안쪽에 위치한 행성을 내행성, 지구 궤도 바깥쪽에 위치한 행성을 외행성이라 한다. 내행성은 수성, 금성, 외행성은 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다.

 

 

  행성을 분류하는 또 하나의 기준은 이루어진 주성분이 기체인가 고체인가로 따지는 것이다. 지구를 비롯해 수성, 금성, 혜성처럼 단단한 고체 표면을 가진 행성을 지구형 행성 또는 암석 행성이라 하고, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성처럼 가스로 이루어진 행성을 목성형 행성 또는 가스행성이라고 한다.

 

 

  얼른 봐도 암석 행성들은 태양에 가까운 안쪽에 몰려 있고, 가스행성들은 바깥쪽으로 모여 있음을 알 수 있다. 그리고 암석 행성들은 덩치가 작은 데 반해 가스행성들은 큰 덩치를 자랑한다.

 

 

  암석 행성이 아닌 가스행성이 된 것은 원시행성들이 형성될 때 암석이나 금속 같은 물질들이 풍부하지 않았기 때문이다. 반면에 태양의 에너지가 상대적으로 적게 미치는 영역에서 낮은 온도로 결정화된 수소와 암모니아, 메탄 등의 가스는 풍부해 그 가스가 암석 성분에 비해 빨리 뭉쳐져 거대한 가스행성들을 만들어낸 것이다.

 

 

  이 행성들은 수성, 금성만 빼고는 모두 위성들을 가지고 있다. 지구는 달 하나뿐이지만, 목성은 2017년 기준으로 69개가 발견되어 가장 많은 위성을 가진 행성으로 등극했으며, 토성이 62개, 천왕성이 27개로 그 뒤를 잇고 있다. 위성은 계속 발견되는 추세인 만큼 그 숫자는 앞으로도 증가할 것으로 보인다.

 

 

  8개 행성의 궤도는 대체로 정연하게 나열되어 있으며, 화성과 목성 사이의 황도면 부근에는 많은 소행성이 존재한다는 것이 발견되어 이를 소행성대라 불렀다. 소행성대 뒤로는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성으로 구성된 목성형 행성이 나열되어 있고, 그 바깥으로는 얼음덩어리들과 미행성들로 구성된 카이퍼 띠가 있으며, 가장 바깥쪽에는 오르트 구름이 있다.

 

 

  장주기 혜성의 고향인 오르트 구름은 일반적으로 태양에서 약 1만 AU, 혹은 태양의 중력이 다른 항성이나 은하계의 중력과 같아지는 약 10만AU 안에 둥근 껍질처럼 펼쳐져 태양계를 감싸고 있다. 성간 공간에 진입한 보이저 1호가 이 오르트 구름에 진입하는 것은 무려 300년 후의 일이며, 이 우주 암석 구역을 벗어나는 것만도 3만 년이 걸릴 것으로 보인다.

 

 

수성이란 무엇인가?

 

 

  지름 4.880km/태양으로부터의 평균 거리 5,800km(0.4AU)

  공전주기 88일/자전주기 59일/위성 없음

 

 

  태양계 첫째 행성인 수성은 늘 태양 옆에 바짝 붙어 다니기 때문에 수성을 본다는 것은 여간 어려운 일이 아니다. 해가 뜨거나 지기 직전에 잠깐 볼 기회가 있을 뿐이다.

 

 

  행성운동의 법칙을 발견한 17세기의 위대한 천문학자 요하네스 케플러도 평생 수성을 한 번도 본 적이 없다고 한다. 수성을 본 사람은 인류의 1%도 안 될 것이다.

 

 

  태양계에서 가장 안쪽을 도는 수성은 심하게 찌그러진 타원궤도로 태양 둘레를 도는데, 그 속도가 무척 빨라서 초속 50km로 날아 88일 만에 태양을 한 바퀴 돈다. 그런데도 자전 속도는 느려터져서 한 바퀴 도는 데 59일이나 걸린다. 그런 관계로 수성의 하룻낮과 밤은 176일이나 된다. 게다가 대기가 거의 없기 때문에 낮과 밤의 온도 차가 심해 햇빛을 쬐는 낮 쪽은 430℃, 밤 쪽은 영하 170℃나 된다.

 

 

  수성의 표면은 지구의 달처럼 운석 충돌이 만든 수많은 크레이터가 널려 있다. 가장 크레이터는 지름 1,550km인 칼로리스 분지로, 무려 한반도 크기의 2배에 달한다. 이 크레이터들에는 역사적으로 유명한 사람들의 이름이 붙여졌는데, 그중에는 우리나라 조선 시대의 문인 윤선도와 정철의 이름이 붙은 것도 있다.

 

 

  수성의 다른 지형적 특징의 하나는 거대한 절벽들이다. 링클 리지라고 불리는 거대한 절벽은 높이가 몇 km나 되며, 길이는 500km에 이르는 것도 있다. 수성의 생성 초창기에 내부가 얼어서 수축했을 때 생긴 주름살 같은 것이다.

 

 

  수성을 최초로 방문한 우주선은 NASA에서 1973년 11월에 쏘아 올린 매리너 10호였다. 매리너는 극성을 지날 때 금성 대기를 조사하고 촬영했다. 수성 근방을 통과할 때는 300km까지 접근하여 수성의 온도를 알아내는 데 성공했다.

 

 

  30년이 지난 후 또 다른 수성 탐사선이 장도에 올랐다. 2004년 8월 3일에 발사된 미국의 두 번째 탐사선 메신저가 그 주인공이다. 2011년 3월에 사상 최초로 수성 궤도에 들어가, 3천 번 이상 수성 궤도를 돌면서 수성 지도제작 등을 수행해 온 메신저호는 2014년 10월, 기쁜 소식을 전해왔다. 수성의 북극에서 물로 생성된 얼음을 사상 처음으로 촬영하는 데 성공했다는 소식이다. 이는 태양광이 닿지 않는 북극 크레이터 속에서 포착된 얼음을 메신저가 촬영한 것으로, 그 양 또한 상당할 것으로 추측된다.

 

 

  태양과 가장 가까워 필필 끓는 수성에 얼음이 있을 수 있는 이유는 자전축이 거의 0도에 가까워 북극에는 햇빛이 전혀 닿지 않기 때문이다. 과학자들이 수성의 물 연구에 열을 내는 이유는 물의 근원이 태양계 생성의 비밀을 풀어줄 실마리가 되기 때문이다.

 

 

  메신저는 주요 관측 임무를 매듭지은 후, 연료 부족으로 2015년 4월 30일, 시속 1만 4천km의 속도로 수성에 충돌하면서 지름 15m 가량인 분화구 형태의 흔적을 남김으로써 인류가 수성에 남긴 첫 발자취가 되었다.