2023. 10. 16. 16:31ㆍ세옹지마 인생길
태양계 행성 종류와 특징
2006년 8월부터 국제천문연맹 IAU에서 명왕성을 태양계 행성에서 퇴출시킴에 따라 현재는 해왕성까지만 태양계 행성에 속해 있RH 태양계 안에는 수 천억개의 소행성과 암석물질이 존재한다. 이중에 왜 9개 아니 이제는 8개만이 태양계 행성이라 불리게 될까? 행성으로 불리려면 세가지 조건을 모두 충족해야 한다.
# 우주
첫 번째 행성은 태양계 중심으로 돌아야 하며 다른 물체와 독립된 궤도를 가져야 한다.
두 번째 행성은 자신의 궤도를 안정적으로 유지할 수 있어야 한다.
세 번째 행성은 자신의 궤도에 진입한 물체를 흡수하거나 튕겨낼 수 있어야한다. 즉 영향력을 가져야 하고,다른 8개의 행성은 1,2,3번의 조건이 모두 검증되었기에 행성으로 인정했지만. 명왕성은 3번 사항에서 자격이 미달이었고 1,2번 항목 또한 검증이 안되었기에 태양계 행성에서 빠지고 왜소행성으로 분류되었다. 현재는 수 금 지 화 목 토 천 해까지 태양계에 속한 8개 행성(M-V-E-M-J-S-U-N-P)의 순서가 된다. 많은 사람들이 어느 것이 태양계와 더 가까운지 순서는 알고 있지만 행성마다 크기가 얼마나 크고 작은지는 잘 모르는 경우가 많은데 오늘은 그것에 대해 정리해본다.
1. 수성(Mercury)
먼저 태양과 가장 가까운 거리에 존재하는 수성으로 지구와의 거리는 9,170만km, 태양과의 거리가 약 5,790만km로 매우 가깝습니다. 태양계에서 가장 작은 내행성으로 행성 지름이 약 4,879km이며 행성 둘레는 약 15,327km이며 공전 주기는 88일, 자전 주기는 58일이다.지구와 비교했을 때 자전 주기가 긴 것이 특징입니다.
2. 금성(Venus)
다음은 지구와 가장 유사한 크기를 가지고 있는 금성으로 지구와의 거리는 4,189만km, 태양과의 거리가 약 1억0821만km입니다. 지구에서 관측되는 행성 중 달에 이어 두 번째로 밝은 행성이다.행성 지름은 약 12,104km 지구의 95% 정도 되며, 행성 둘레는 약 38,025km이다. 부피는 지구와 매우 비슷한데 질량은 지구의 0.8배 정도밖에 되지 않으며, 태양계 행성 중 크기와 밀도가 여러모로 지구와 가장 유사한 행성이다. 금성의 공전주기는 224일이며, 자전주기는 243일로 매우 긴 편에 속한다.
3. 지구(Earth)
다음은 우리가 살고 있는 지구입니다. 현재까지 생명체가 탄생하고 서식한다고 알려져 있는 유일한 행성입니다.
지구와 태양의 거리는 1억4,960만km정도이며, 지구는 46억 년 전 처음 생겨났고 초창기에는 고온의 마그마 바다뿐이었다고 한다.하지만 오랜 시간 미행성과의 충돌로 지각이 형성되고 많은 비가 내려 바다가 형성되었다.그로 인해 대기 중 이산화 탄소는 녹아내렸고, 오늘날 생명체가 살아갈 수 있는 지구가 탄생하게 되었다. 지구는 바다와 대륙으로 이루어진 암석형 행성이며 전체 표면의 71% 바다 29%가 육지이다. 지구는 부피에 비해 무겁고, 수성, 금성, 화성 세 행성의 무게를 합쳐도 지구가 더 무겁다고한다. 지구의 지름은 약 12,756km입니다. 행성 둘레는 약 40,074km이다. 공전 주기는 365.25일로 4년마다 하루가 늘어난다.모두가 알고 있는 4년 주기로 2월 하루가 더 늘어 29일까지 있다. 그리고 자전 주기는 23시간 56분 41초이다.
* 달(Moon)
지구의 하나뿐인 자연위성으로 알려진 달의 지름은 약 3,476km이며 둘레는 약 10,920km로
지구에서 달까지 거리는 약 384,440km로 정말 멀지 않은 곳에 위치하고 있다.
4. 화성(Mars)
다음은 지구와 가장 흡사한 환경을 가졌다고 해서 인류가 살 수 있을 것이라고 많이 언급되고 있는 화성이다.
화성은 자전주기가 24시간 37분 22초로 지구와 매우 비슷하며 지구와의 거리도 약 7,800만 km 정도로 가까운 편에 속하며 태양과는 2억2,739만km이다. 화성의 지름은 지구의 2분의 1정도로 약 6,805km이며 행성 둘레는 약 21,378km이다. 화성의 공전주기는 686일.지구와 매우 유사한 환경을 가졌지만 화성의 평균 표면 온도는 -63도이며, 최저 -140도까지 내려가 사람이 살기엔 매우 추운 환경이다.대기는 95%가 이산화 탄소로 되어있으며 산소 농도는 0.146%밖에 되지 않는다. 인간이 화성에 거주하기 위해서는 이 부분부터 해결해야 할 것 같다.
5. 목성(Jupiter)
다음은 태양계에서 가장 큰 행성으로 알려진 목성이다.지구의 11배나 되는 크기를 가지고 있고, 지구와의 거리는 6억2,832만km, 태양과의 거리가 약 7억0779만km라한다.거대한 크기만큼 태양계 행성의 모든 질량을 합친 크기의 2.5배가 더 된다고 하며,목성의 지름은 약 142,984km이며 둘레는 약 449,197km입니다.대기는 수소가 대부분을 차지하고 있으며 10%정도는 헬륨으로 이루어져 있다고한다. 공전 주기는 약 11.86년이며 자전 주기는 약 9.925년으로 매우 긴 편이다.
6. 토성(Saturn)
다음은 태양계 행성 중 두 번째로 큰 행성이며 행성을 감싸고 있는 고리가 아름다운 토성으로 지구와의 거리는 12억8,058만km, 태양과의 거리가 약 14억3,018만km로라고한다. 토성의 크기도 매우 커 지름은 지구의 9배 정도가 되는 크기이다.부피는 지구의 760배가량 질량도 지구에 95배나 된다고한다.토성의 지름은 약 120,536km 둘레는 약 378,675km이다.이런 거대한 토성은 자전 주기가 10시간 33분정도밖에 되지 않는 빠른 속도를 가지고 있으며, 반대로 공전 주기는 29.4년이라는 매우 느린 속도를 가지고 있어 격차가 상당히 크다.토성은 감싸고 있는 고리는 대부분 얼음과 암석 물질로 이루어져 있으며 이것들이 토성 주위를 공전하는 것이 마치 거대한 고리처럼 보인다고한다. 토성 내부에 대해선 확실하게 알려진 바가 없으나 대부분은 수소와 헬륨이 둘러싸고 있을 것으로 예상하고 있다.
7. 천왕성(Uranus)
다음은 우라노스라고 불리며 거대 얼음 행성으로 알려진 천왕성이다. 지구와의 거리는 27억1,973만km, 태양과의 거리가 약 28억6,933만km로라고한다. 천왕성의 대기는 수소와 헬륨 기체들이 주를 이루어져 청록색을 띠고 있으며 자전축이 누운형태의 독특하게 자전하고 있다. 물, 암모니아, 메테인, 탄화수소등의 물질도 많이 섞여 있다.천왕성의 지름은 약 51,118km이며 둘레는 약 160,591km이다.크기는 지구보다 4배정도 크지만 중력이 지구보다 작고 무게는 지구의 88% 정도라고 알려져 있다. 또한 평균 대기온도가 -224도로 매우 낮아 얼음행성이라고 불릴 만한 것 같다.
8. 해왕성(Neptune)
다음은 명왕성이 빠지며 태양계의 마지막 행성을 담당하고 있는 해왕성이다.지구와의 거리는 43억5,785만km, 태양과의 거리가 약45억0745만km로라고한다.해왕성은 다른 행성과 달리 육안으로 확인이 불가능하다.
수학적 관측을 활용해 성질을 예측해야하는 행성으로 대기는 대부분이 물과 암모니아 메테인등 얼음 물질로 이루어져 있고, 지름은 지구의 약 3.88배 밖에 크지 않지만 부피는 무려 57배가 더크다.해왕성의 지름은 약 49,528km 둘레는 약 155,596km이며,자전 주기는 16.11시간이며 공전 주기는 60.223일입니다.
* 명왕성(pluto): 명왕성(플루토)은 86년 전인 1930년, 미국 천문학자 클라이드 톰보에 의해 발견됐습니다.
지구에서 거리는 29~49AU,공전주기는 248년,자전주기는 6일9시간43분정도라고합니다.
명왕성은 발견 직후 9번째 태양계 행성 지위를 차지했지만 행성의 자리는 채 100년도 유지되지 않았습니다. 10년 전. 세계천문학회가 명왕성을 태양계 행성에서 퇴출하고 왜행성134340(일반 행성보다 왜소한 행성)으로 분류한다고 발표한 것입니다. 퇴출 이유는 명왕성이 작고 왜소하며 위성 성립이 가능한 중력을 갖추지 못했다는 것이었습니다.태양계 안에 명왕성 정도 크기의 행성이 여럿 존재한다는 사실 역시 퇴출에 영향을 미쳤습니다. 특히 2003년, 마이클 브라운 교수에 의해 천체 '에리스'가 발견되면서 명왕성 퇴출 논의가 불이 붙었습니다. 에리스는 기존 행성의 조건을 충족시키면서 명왕성보다 크기가 컸고, 따라서 행성 개수를 늘려야 하는지에 대한 논의로 번진 것입니다. 결국 천문 과학자 423명은 찬반 투표를 통해 '명왕성'을 퇴출하기로 결정했습니다. 늘 그 자리에 존재했던 명왕성으로서는 저 멀리 지구에 사는 인간들에 의해 일어난 황당한 실각이었을 것입니다. 당시 에리스를 발견한 마이클 브라운 교수는 '명왕성 킬러'라는 웃지 못할 별명을 얻었습니다. 브라운 교수는 인터뷰에서 '명왕성을 죽였다'는 미국 아이들의 항의 편지와 시민들의 전화에 시달리는 웃지 못할 사건까지 겪었다고 밝혔습니다.그렇다면 명왕성이 다시 행성으로 복귀할 가능성은 있을까요? 미국 일각에서는 명왕성에 행성의 지위를 돌려주려는 움직임을 펼치고 있지만, 가능성은 그다지 높지 않습니다. 한번 결정된 행성의 정의를 다시 뒤집을 논거가 아직 부족하기 때문입니다.
(참고)
1. 보이저 1호(Voyager 1)
보이저 1호에는 길이 3.7m의 붐에 부착된 방사성 동위원소 열전기 발전기(RTG), 통신을 위한 지름 3.7m의 고이득 안테나, 적외선 분광기, 자외선 분광기, 광각과 협각 카메라로 구성된 영상 관측기가 있다. 자력계 붐의 길이는 13m, 전파와 플라즈마파를 관측하는 안테나의 길이는 10m이다. 방사성 동위원소 열전기 발전기는 플루토늄( 239Pu/원자번호94)을 이용해 전력을 생산하여 탐사선의 각종 장비과 관측기기를 작동하는 데 사용한다. 태양빛이 거의 없는 심우주에서 항해하기 때문에 태양전지를 쓰지 않는다. 지구로부터 지시를 받고 문제를 해결하는 컴퓨터, 각종 관측 장비를 제어하고 자료를 처리하고 기록하는 컴퓨터, 탐사선의 운행과 자세 제어를 담당하는 컴퓨터가 각각 2대씩 장착되어 있다. 발사 당시의 무게는 815kg이었으나 우주선의 자세를 제어하는 데 사용하는 하이드라진의 소진에 따라 2022년 기준 약 730kg으로 줄어들었다.
1. 개요
1972년 3월 3일 발사된 목성 탐사선이며 우주 탐사 분야에 큰 족적을 남긴 탐사선으로, 여러가지 최초 타이틀을 많이 가지고 있다. 최초로 소행성대를 통과한 우주선, 외행성계를 탐사한 첫 번째 탐사선, 목성을 방문한 첫 번째 탐사선, 행성의 인력을 이용하여 진로를 수정한 첫 번째 탐사선, 행성계 밖으로 나간 첫 번째 탐사선 등으로 유명하다.
목성 표면에서 132,250 km 상공을 스쳐 지나가면서 목성의 자기장에 대한 정보를 전송했으며, 목성의 그 막대한 방사능을 이겨낸 최초의 탐사선이기도 하다. 또한 스윙바이로 속도를 높이고 진로를 수정했다. 보이저 1, 2호를 비롯하여 갈릴레오, 카시니 등 파이오니어 10호 이후의 외행성 탐사선들은 대부분 이 방법을 사용했다.
2003년 1월 23일 마지막 교신을 끝으로 통신이 두절 되었고, 2006년 3월 4일 다시 한 차례 교신을 시도했으나 끝내 응답이 오지 않아 프로젝트가 공식 종료되었다. 원인은 내장된 원자력 전지의 효율이 다해 탐사선을 작동시킬 만한 전력생산이 불가능해졌기 때문. 다만, 탐사선 자체가 파괴된 건 아니므로 소행성 등에 부딪히거나 하지 않았다면 지금 이 시간에도 우주 어딘가를 향해 날아가고 있을 것이다. 당초에 예상된 경로로 계속해서 진행한다면 2009년 10월 태양에서 100AU 떨어진 지점을 통과했을 것이다. 현재 위치는 2021년 7월 9일 기준으로 129.802AU 떨어진 지점에서 11.917 km/s의 속도로 황소자리 방향으로 항해하는 중이다. 이 속도라면 1년에 2.514AU를 항해하는 속도이며, 2023년 4월에 보이저 2호가 파이어니어 10호를 추월할 예정이다. 파이어니어 10호에서 태양을 바라보면 -16.1등급의 밝기로 보일 것이다. 파이어니어 10호는 상술한 대로 황소자리 방향으로 항해 중이며 정확히는 황소자리 1등성인 알데바란을 향하고 있다. 이 경로대로 항해를 지속 한다면 약 9만 년 후 HIP 117795(K 분광형 항성)에 0.75 광년(0.23 파섹)까지 접근할 예정이다. 더불어 파이어니어 10호는 몇 백만 년 동안 인류가 만들어낸 탐사선 중 태양계 바깥의 항성에 가장 가까이 접근한 탐사선이 될 예정이다. 이후 계속 항해를 거듭하여 약 200만 년 후 알데바란에 접근할 예정이다.
2. 목성 탐사
발사된 지 1년 반이 지나고 1973년 12월 3일 최초로 목성에 접근했다. NASA에서는 파이오니어 10호가 목성에 도착하기 전에 많은 걱정을 했다. 우주선을 위협하는 방사선뿐 아니라 강력한 자기장, 엄청난 고압의 정전기가 일으키는 우주 번개 등 탐사선을 순식간에 박살낼 위험이 너무나 많았기 때문이다. 그리고 저런 천재지변은 인간의 과학 기술로 막아낼 수 있는 것이 전혀 아니었기 때문에 그냥 운에 맡기고 강행, 결국 성공했다. 하지만 도착하자마자 카메라와 방사능 측정 장비가 목성의 엄청난 방사선에 못 이겨 일부 고장나는 바람에 사진이 "이게 목성이다"라고만 알아볼 정도로 흐릿하게 왜곡되어 촬영되었다. 목성의 방사선이 예상보다도 엄청나다는 사실을 깨달은 NASA는 몇 년 후 발사한 보이저 1, 2호의 컴퓨터와 촬영 장비를 보호하기 위해 상당한 두께의 방사선 차폐물로 강화시켜 탐사하였다.
3. 금속판
천문학자 칼 세이건의 제안으로 파이오니어 명함을 싣고 떠났다.
이 명함은 보이저 1, 2호처럼 혹여라도 외우주로 떠나갈 때를 대비한 것으로, 24K의 작은 금판에 태양계의 위치와 태양계 내의 모습, 파이오니어 호의 진행 방향과 출발위치, 수소의 원자모형, 펄서, 남성과 여성의 모습, 그리고 인간의 체격을 가늠할 수 있도록 뒤에는 탐사선을 그려넣었다. 제작자는 칼 세이건의 두 번째 아내 린다 잘츠먼.
최소한의 공간을 이용해 누구나 알 수 있도록 최대의 정보를 담아 만든다는 목적으로 만들어졌다. 그래서인지 설명해주지 않으면 아무도 이해할 수 없을 정도로 어렵다는 비판이 있다.
우주선을 뒤로 하고 그려진 남녀는 그리스 조각상과 레오나르도 다 빈치 인체도를 기초로 했다. 원래는 남녀가 손을 잡도록 하려 했으나 그러면 둘이 아닌 하나의 생물로 생각할 가능성을 고려해 손을 떼어놓았다. 나체를 그려넣었다는 비판도 있었으나 옷을 입은 상태가 기본 신체라고 생각할 가능성을 고려해 나체로 그렸다. 다만 여성의 생식기는 우주선에 탑재되는 대가로 삭제되었다. 이 역시도 외계인이 인체의 모습에 대해 오해할 여지를 만든 것이라 상당히 아쉬운 부분이다.
펄서를 사용해 태양계의 위치를 나타낸 그림은 그다지 쓸모 없다는 말이 나왔다. 이유인즉 우리 은하에는 펄서가 무려 10억개쯤 존재할 것으로 추측되며, 펄서들은 특정 각도에서만 펄스 신호를 관측할 수 있는 데다가, 세차운동 등으로 인해 그 관측 가능한 각도도 예측할 수 없는 방향으로 바뀌기 때문이다. 21세기 들어 외계 행성이 무더기로 발견되면서, 차라리 태양계의 물리적인 수치들(태양의 직경, 행성들의 직경, 공전 주기/거리 등)을 나타낸 그림이 더 효과적이었을 것이라는 견해가 나왔다.
추가로 파이오니어의 진행방향을 화살표로 표기하였는데, 해당 표기를 이해하려면 외계인의 문명에 활이나 그와 유사한 투사병기가 있어야 한다는 전제조건이 필요하다. 만약 외계인에 그런 무기가 없다면 그들은 화살표 표기를 이해할 수 없거나 오해를 할 수 있을 것이다. 그 후 칼 세이건은 보이저호에 지구에 대한 더 많은 정보를 담은 골든 레코드를 싣는 프로젝트를 주도하게 된다.
(추가) 2024.6.17.자 신문보도자료
지금으로부터 약 47년 전 우주로 발사됐던 보이저 1호 우주선이 다시 부활했다고 IT매체 엔가젯이 17일(현지시간) 보도했다.보도에 따르면, 미국 항공우주국(NASA) 엔지니어들은 약 7개월 간의 기술적 어려움 끝에 인류 최장수 우주 탐사선 보이저 1호를 정상 상태로 돌리는 데 성공했다.1977년 처음 우주로 발사됐던 보이저 1호는 작년 11월 통신 결함으로 인해 지구와의 교신이 사실상 중단됐다. 2023년 11월 지구와 약 240억km 이상 떨어져 있던 보이저 1호는 갑자기 지구에 이상신호를 보내기 시작했다. 0과 1이 반복되는 의미 없는 신호를 계속 지구로 보내면서 사실상 통신이 끊겼다.지난 4월 NASA는 보이저 탐사선의 비행데이터시스템(FDS)이 탐사선의 통신장치(TMU)와 소통하지 못하면서 지구와의 통신에도 문제가 생겼다는 사실을 알아냈고 이후 이 같은 원인이 FDS 메모리의 약 3%를 차지하는 단일 칩에 포함된 손상된 코드 때문이라는 사실을 알게 됐다.
이후 연구팀은 관련 문제를 수정해 우주에서 전송한 정보를 지구로 전송하는 기능을 완전히 복구했다. NASA는 이제 보이저 1호의 4개 장비 모두 다시 읽을 수 있는 정상 데이터를 전송할 수 있게 된 상태라고 설명했다.
보이저 1호는 현재 지구로부터 약 240억km 떨어진 성간 우주(interstellar space)를 비행 중이다. 지구에서 보낸 무선 신호가 보이저 1호에 닿기까지 22.5시간이 걸리고 우주선에서 보낸 신호를 지구에서 다시 받는 데 22.5시간이 더 걸린다.
NASA는 1977년 외계행성 프로젝트의 일환으로 보이저 1호와 2호를 발사했다. 두 탐사선은 목성, 토성을 비롯해 천왕성과 해왕성 등을 탐사했고 1990년 이후에는 태양계 밖에 있는 외계 행성 탐사 작업을 진행하고 있다. 현재 보이저 1호와 보이저 2호는 역사상 가장 오랫동안 우주 탐사를 진행하고 있는 우주선에 이름을 올리고 있다.