천왕성과 음악가

천왕성과 음악가

 

  지름 5만 1천km/평균거리 28억 7,500만km(19AU)

  공전주기 84년/ 자전주기 17시간/위성 27개

 

 

  1781년은 천문학사에 굵은 선 하나가 그어진 해다. 태양계의 크기가 하루아침에 2배로 넓어졌기 때문이다. 오르간 연주로 생계를 꾸려가던 한 별지기가 손수 만든 망원경으로 태양계의 제7 행성, 천왕성을 발견했던 것이다. 이리하여 천왕성은 맨눈이 아닌 망원경으로 발견된 최초의 행성이 되었다.

 

 

  천왕성 발견의 주인공은 전직 오르간 연주자로 윌리엄 허슬(1738~1822)이라는 무명의 아마추어 천문가였다. 그는 천왕성 발견 하나로 문자 그대로 팔자를 고쳤다. 하루아침에 유명인사가 되었을 뿐 아니라. 영국왕 조지 3세를 궁정에서 알현하고 연봉 200파운드의 왕실 천문관에 임명되었다.

 

 

  허셜이 발견한 천왕성은 태양으로부터 평균 19AU, 즉 29억km 떨어진 변두리를 공전하는 일곱 번째 행성이다. 지구와 비교할 때 지름은 4배, 부피는 63배 정도이지만, 가스행성들 중에서 가장 밀도가 작아서 질량은 약 14.5배다. 중력은 지구의 0.89배이고, 밝기는 5.3등급에 지나지 않아 육안으로 겨우 보일 정도다.

 

 

  천왕성의 공전주기는 사람의 일생과 맞먹는 84년이고, 자전주기는 1986년 1월에 접근해서 관측한 보이저 2호에 의해 약 17시간임이 밝혀졌다. 천왕성은 배율 높은 망원경으로 보면 아름다운 청록색을 띠는데, 그것은 메탄의 비율이 높은 천왕성 대기가 태양빛의 적색 파장을 흡 수하고 청색과 녹색의 파장을 반사하기 때문이다. 그럼에도 천왕성 대기는 수소(83%)와 헬륨(15%)이 대부분을 차지한다.

 

 

  천왕성의 가장 기묘한 점은 자전축이 공전 궤도면에 대해 98도나 기울어져 있다는 사실이다. 말하자면 거의 벌러덩 누워버린 꼴이다. 지구를 포함한 다른 행성들도 자전축이 기울어져 있지만, 수직에서 크게 벗어나진 않는다. 목성은 3도, 지구는 23도 정도 기울어져 있으며, 토성과 해왕성은 29도 정도다. 하지만 천왕성의 자전축은 수직보다는 수평 방향에 더 가깝다. 즉, 다른 행성들은 팽이처럼 자전하며 태양을 공전하고 있지만, 천왕성은 바퀴가 굴러가듯 자전하며 태양을 돌고 있는 것이다.

 

 

  이 때문에 천왕성의 밤낮은 자전에 따라 바뀌는 것이 아니라 궤도 상의 위치에 따라 달라진다. 예를 들어, 천왕성의 남극이나 북극 중 어느 한쪽이 태양을 합하면 다른 쪽은 밤만 계속된다. 천왕성의 자전축이 심하게 기울어진 원인은 생성 초기에 다른 큰 천체와 충돌한 때문이 아닐까 추측할 뿐, 정확한 이유는 아직 모른다.

 

 

  불과 얼마 전까지만 해도 고리는 토성만 가진 줄 알았는데, 천왕성도 고리가 있다는 사실을 알아냈다. 탐사선이 가서 알아낸 것도 아니고, 망원경으로 보여서 알아낸 것도 아니다. 다름 아닌 천왕성 뒤의 별을 통해 알게 되었다. 1977년 천왕성이 그 별 앞으로 지날 때를 자세히 관측하게 되었는데, 천왕성이 그 별을 가리기도 전에 별빛이 다섯 번 반짝이는 걸 발견했다. 이는 천왕성 바깥의 무언가가 별빛을 가린다는 뜻이다. 그게 바로 고리였다.

 

 

  천왕성의 위성은 현재 27개로 알려져 있지만, 가장 큰 5개 위성만 둥근 구형을 이루고 있을 뿐, 나머지는 모두 작고 삐뚤빼뚤하다. 천왕성의 가장 큰 위성인 티타니아의 지름은 1,578km로 달 지름의 절반에도 미치지 못한다.

 

 

  이제껏 천왕성을 방문한 지구의 탐사선은 NASA의 보이저 2호가 유일하다. 1977년에 발사된 이 탐사선은 8년 5개월간 29억km 비행한 끝에 1986년 천왕성에 도착했다.

 

 

  보이저 2호는 지구에서 달까지 거리의 2배 정도까지 천왕성에 접근하여 지나면서 천왕성을 촬영했다. 그리고 10개의 위성과 두 개의 고리를 더 찾아내는 등 많은 사실들을 밝혀냈다.

 

 

  그로부터 25년 후인 2011년 3월, 천왕성은 다시 지구인이 보낸 물건을 보게 됐는데, 명왕성으로 가던 NASA의 뉴호라이즌스가 옆을 스쳐가는 모습이었다. 하지만 이 탐사선은 갈 길이 먼 나머지 천왕성에서 놀 시간이 없었다. 그래서 못 본 척 그냥 스쳐지나가는 뉴호라이즌스를 천왕성은 서운한 눈길로 바라볼 수밖에 없었다.