＜창의 예화 자료17＞ 태양계의 행성

[김광호]

태양계

   태양계에는 태양을 중심으로 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성 9개의 행성이 있다고 했으나 명왕성은 행성에서 제외시켰다. 그 이유는 크기가 너무 작기 때문이다.

  또 각 행성 주위를 도는 위성이 있고 그밖에 소행성, 혜성이 있다.

  태양에서 가장 멀리 떨어져 있는 해왕성까지의 거리는 약 45억 km이지만, 태양은  태양계 전체 무게의 99.866%를 차지하고 있다. 나머지 0.134%를 8개의 행성과 그 위성, 소행성들이 차지한다. 수적으로 가장 많은 소행성과 혜성의 총질량은 태양계 전체의 10만분의 1 정도이다.

  행성 중 가장 큰 목성의 질량은 다른 행성을 합친 것보다 두 배나 많다.

  태양계 내의 모든 천체는 태양의 주위를 하늘의 북쪽을 축으로 하여 시계 반대방향으로 공전한다. 움직임은 태양을 중심으로 하는 원에 가까운 타원궤도를 돌고 있다.

  지구보다 안쪽에 있는 수성, 금성을 내행성이라 하고, 지구 바깥쪽의 화성에서 명왕성까지를 외행성이라 한다.

  금성과 수성을 제외하고는 모든 행성이 위성을 거느리고 있다. 지구는 달을 가지고 있다.

  행성들은 지구형 행성과 목성형 행성으로 구분한다. 지구와 비슷한  행성은 주로 암석으로 이루어져 있으며 수성, 금성, 지구, 화성이다.

   목성형 행성은 지구에 비해 매우 크며 기체인 수소, 헬륨으로 이루어져 있다. 또한, 목성형 행성은 모두 고리가 있으며 위성의 수도 많다.

  태양계는 은하계 중심에서 2.8만 광년 떨어져 있으며 나선팔의 한 중심에 있다. 태양계는 은하계를 초속 220km로 공전한다.

 행성의 외국 이름들

Mercury(전령의 신, 수성) : 머큐리

  헤르메스는 제우스와 마이아(아틀라스의 딸)의 아들이다. 인간과 친근했던 헤르메스는 인간에게 예술과 측량 그리고 도박까지도 알려주었으며. 죽은 자를 지하세계의 왕인 하데스에게 인도하는 일도 하였다.

Venus(사랑과 미의 여신, 금성) :비너스

제우스와 디오네사이에 난 딸이다. 사랑과 아름다움의 여신, 모든 여인들이 부러워하는 여신이다.

Mars(Ares, 전쟁의 신, 화성) :마르스

제우스와 헤라의 아들 마르스는 전쟁의 신이면서 행동과 결정을 주관하는 신이다. 또한 그는 공포와 테러의 신이 기도 하다.

Jupiter(신들의 제왕, 목성) :쥬피터

  쥬피터는 티탄족의 신들을 제압하여 구름 속의 올림푸스산 정상에 그의 왕국을 건설하고 모든 것들의 주관자가 되었다.

Saturn(시간, 농업의 신, 토성) :세턴

  시간을 관장하는 세턴은크로노스는 제우스의 아버지이자 올림푸스신들의 조상이랄 수 있다.  미개한 로마 사람들을 모아 사회를 구성하고 법률을 가르치는 등 평화롭고 풍요로운 사회를 이루었다.

Uranus(Uranos, 하늘의 신, 천왕성) :우라너스

하늘 우라노스는 카오스(혼돈)에서 태어난 천상계의 2대 자손이다. 우라노스는 대지의 여신 가이아를 신부로 맞이해 신의 제왕 제우스의 아버지 크로노스(토성)을 낳았다.

Neptune(Poseidon, 바다의 신, 해왕성) :넵튠

  포세이돈은 크로노스와 레아의 아들이다. 그의 형제인 제우스등과 함께 올림푸스의 원조 여섯 신 중의 1인이다. 그는 그의 분노, 즐거움, 대답 등을 지구의 땅과 바다를 흔드는 것으로 대신한다.

Pluto(Hades, 저승의 신, 명왕성) :플루토

영어로 Pluto(冥府의 신 Hades의 라틴어명)라고 한 것은 이 행성이 예상 밖으로 어두웠기 때문이다. 저승의 신 하데스는 올림푸스의 기본 6신중의 1인이며 제우스(목성)의 둘째 형이다.

  지구의 이름은? 

  그리스 신화에서 가장 먼저 등장하는 신 가이아(Gaea,Gaia)이다. 대지의 여신인 가이아는 혼돈인 카오스로부터 스스로 태어났으며, 하늘과 바다와 산들을 낳았다. 그는 자신의 낳은 하늘의 신인 우라노스(천왕성)와 관계를 맺어 제 1세대 신들인 티탄족(토성과 그 위성)을 탄생시켰다.

  이 가이아가 바로 지구(Earth)다. 그리스인들은 지구를 우주탄생의 출발점이자 그 중심으로 보았다.

태양계의 생성 과정

 

           태양계의 행성이 생기는 모습

  별이 생기게 된 원인을 여러 가지로 학자들은 말하고 있다. 그 여러 가지 이야기 중에 성운설을 부르짖는 학자들이 많다.

  성운설이 무슨 이야기인지 알아보자. 우주 공간의 별과 별 사이가 빈 곳이 아니고 어떤 물질이 있었는데 태양계가 있는 지금의 위치에 큰 별이 죽으면서 생겼다고 한다. 약 50억 년 전에 아주 큰 별인 초신성 하나가 폭발 하면서 발생한 충격파로  무게가 아주 무거운 가스 덩어리가 생겨났는데 이것이 태양이 되었다고 한다.

  밀도가 높기 때문에 누르는 압력이 세어서  가스 덩어리는 부피가 줄면서 회전하게 되었다. 처음에는 아주 천천히 돌았지만 차츰 안으로 모여들면서 점점 그 속도가 빨라졌다.

  빨리 돌면 세로 방향으로 원심력이 작용하지 않고 가로방향으로 원심력이 크게 작용하므로 가스구름은 점점 납작해져서 원반모양을 이루게 되었다. 그래서 태양을 중심으로 공전하고 있는 행성들의 공전궤도가 거의 같은 평면에 있다. 가스 덩어리가 중심에서 뭉쳐진 것이 바로 원시 태양이 되었으며, 이 원시 태양이 줄어들면서 빛과 열이 나와서 주위에 있는 가스를 멀리까지 날려 보냈다.

  그리고 그 바깥쪽의 남은 가스 물질에서 지구와 같은 행성들이 만들어 졌다.  바깥으로 밀려난 가스 덩어리가 뭉쳐져서 행성이 만들어 졌으나 공전궤도가 잘못된 것끼리는 서로 부딪쳐 깨어지기도 했지만 더 많이 뭉치게 되어서 9개의 행성을 만들게 되었다. 수성이나 금성, 화성, 달과 같은 행성이나 위성의 표면에 수많은 크레이터가 존재하는 것은 이 때문이다. 그레이터는 어떤 별이 땅에 떨어져 땅이 파인 흔적을 말한다.

  새로 발견된 별 무리  

  미국의 천문학자들이 허블망원경과 스피치 망원경으로 새로운 별 무더기를 발견하였다.

  우리가 살고 있는 은하수는 130억년 전에 생겼고 별의 수는 2천억개에서 1조개로 추측하고 있는데 새로 발견된 별 무리는 우리 은하수보다 122억년이나 늦은 8억년 전에 생겼고 그 크기는 8배라고 한다.

  지금까지는 별의 무리들이 차츰 많아지고 커진다는 ‘빅뱅이론’이 맞다고 했지만 그렇지 않을 수도 있다는 주장을 하게 되었다. 최근에 발견된 8억년의 나이를 가진 별의 무리가 이미 완전한 무리를 이루고 있기 때문이다.

수 성

  태양에서 가장 가까운 거리에 있으며, 1974년 3월 미국 무인 탐사선 매리너 10호의 관측 결과 표면이 달의 표면과 마찬가지로 크레이터(운석이 떨어진 구멍)로 뒤덮여 있음을 알게 되었다.

  수성은 규모가 작은 별이기 때문에 인력이 아주 작고 온도가 높은 행성이므로 공기를 잡아둘 수 없기 때문에 공기층이 거의 없는 것으로 알려지고 있다. 그러므로 공기가 없어 생물이 살지 못할 것이다.

  수성은 태양에 가장 가까운 궤도를 도는 행성으로 궤도 반지름은 5,790 만 km 정도로 지구의 궤도 반지름의 약 40% 밖에 안 된다. 무게는 지구의 5.5%로 수성이 태양계에서 가장 작은 행성이라고 오랫동안 믿어 왔었는데 최근에 명왕성보다는 무겁다는 것이 밝혀졌다.

  수성의 공전 주기는 87.97 일 즉 1년은 약 88일이고, 자전 주기는 58.646 일로 하루가 1,416시간(59일)이라는 이야기가 된다.

  수성은 항상 태양 가까이에서 돌고 있기 때문에 한밤중에는 하늘에 나타나지는 않는다.

  수성이 태양의 앞에 있을 때는 새벽에 잠깐 보이고 뒤에 있을 때는 초저녁에 잠깐 관찰 할 수 있을 뿐이다. 따라서 옛날에는 새벽과 초저녁에 보이는 별이 서로 다른 별이 아닌가 생각하기도 했었다.

  그러나 사실은 같은 별인 수성이었다.

  수성의 반지름은 지구 반지름의 38% 정도인 2,439 km이며 질량은 지구 질량의도인 것으로 알려졌다.

  또 수성은 지구보다 태양에 훨씬 가까워 태양의 열을 7배나 많이 받을 뿐만 아니라 밤낮의 길이가 너무 길어 낮과 밤의 온도차이가 매우 크다. 태양 빛을 수직으로 받는 지점의 온도는 430℃나 되고 태양 빛이 비취지 않는 밤에는 -183℃까지 내려간다. 지구에서는 100℃가 되면 물이 끓는 것을 생각하면 생물체는 도저히 살 수 없을 것이다.

  9개의 행성 중에서 밤과 낮의 온도 차이가 가장 큰 행성이라고 할 수 있다.

금  성

   태양으로부터의 평균거리는 1억 820만km로 두 번째 거리에 있고, 지구의 안쪽에 있으며 지구와 가장 가까운 거리에 있는 행성인 금성은 노란 빛을 띤 짙은 구름이 감싸고 있는 암석으로 된 둥근 행성이다. 이 구름이 많은 양의 햇빛을 반사하기 때문에 태양, 달에 이어 세 번째로 밝은 천체이며, 두터운 대기로 인하여 표면온도는 480℃에 달하며 대기의 압력은 지구보다 90배나 높다. 구름의 노란 빛은 황산 때문인데 이 황산의 농도가 일정치 않은 것을 보면 계속 몇몇 화산이 아직 활동하고 있음을 알려준다.

  크기와 밀도도 지구와 비슷하다. 금성은 가장 늦은 속도로 자전하는 행성인데, 지구와 비교하면 240배나 천천히 회전한다.

  그러므로 금성에서의 하루는 5,760시간으로 지구의 240일이 금성은 하루라고 말할 수 있다. 다른 천체와는 달리 금성은 시계방향(동에서 서로)으로 자전하는데 이런 일이 왜 일어나는가는 분명치 않다.

   적도 반지름 6052km, 지구를 1로 보았을 때 질량은 0.81이며 위성은 없다. 공전 주기는 224.7일로 1년은 224일인 셈이다.

  핵의 반지름은 3000km로 반고체 상태의 철과 니켈로 이루어져 있으며, 맨틀은 두께 3000km로 주성분은 암석, 지각은 50km로 규산염 암석으로 이루어져 있다.

  금성에도 대기가 존재하는데 주성분인 이산화탄소가 전체의 96%이며 질소가 3.5%, 그 외 일산화탄소, 아르곤, 이산화황, 수증기가 0.5%로 존재한다. 그 밖에 금성을 덮고 있는 흰 구름은 황산으로 조성되었으며 표면에는 황산비가 내린다고 한다.

  금성은 태양계에서 가장 뜨거운 행성인데 이는 태양에서 오는 짧은 파장의 복사선이 대기를 통과하여 땅을 데우고 더 긴 파장의 적외선을 내 놓는데 이런 적외선, 즉 열의 일부가 대기에 붙잡혀 온실효과를 일으킨다. 금성에서는 이런 온실효과가 전면적으로 일어나 온도가 상승한 것이다.

  1989년 5월 4일, 우주 왕복선 아틀란티스호에서 발사된 마젤란 탐사선은 금성의 두꺼운 구름을 투과하는 레이더를 이용하여 금성 전체의 지도를 만들었는데 그 결과 화산이 있는 금성의 지형을 볼 수 있었다. 1994년 10월12일 마젤란호는 금성의 대기로 들어가 파괴되었다.

지구

     

 지구는 태양에서 약 1억 5000만 km 떨어져 있으며 약1년을 주기로 태양의 둘레를 돌고 있다. 1년 동안에 태양을 한 바퀴 돌기 위해서 태양은 매우 빠른 속도로 달려야 한다. 지구의 공전속도는 약 1초에 30 km 정도로 매우 빨리 달린다. 그런가 하면 지구는 기울어져서 하루에 한바퀴씩 도는 자전을 하고 있다.  지구 위의 각 부분에서 계절의 변화가 나타나는 것은 공전 면과 자전축이 기울어져 있어서 태양의 빛을 수직으로 받는 지역이 계절에 따라 달라지기 때문이다.

  지구에 밤과 낮이 생기는 것은 지구의 자전으로 인해 태양을 향하고 있는 부분이 1일을 주기로 변하고 있기 때문이다.

  지구의 반지름은 약 6,300 km 정도이나 정확히는 남극과 북극을 잇는 반지름은 약 6356.8 km이고, 적도의 반지름은 6378.2 km 이다. 적도 반지름이 극의 반지름보다 크므로 지구는 아주 둥근 공 모양은 아니다.

  그 이유는 지구가 자전축을 중심으로 회전하고 있어서 적도 부분에서는 원심력으로 인해 부풀어 올라 있기 때문이다. 지구의 무게는 6,588,000,000,000,000,000,000 kg으로 행성 중에서 작은 편에 속한다. 지구는 크기는 크지 않지만 크기에 비해 무게는 제법 무거운 행성이라고 할 수 있다. 지구는 달이라는 위성을 가지고 있다. 아폴로를 타고 간 우주인이 달에 착륙한 적이 있다.

             지구의 반지름은 6,400km이다.

화 성

    

   옛날의 사람들은 화성에 문명이 발달한 생물이 살 것이라는 추측을 하고 상상의 외계인을 통틀어 화성인이라고 부르기도 했다.

  화성은 46억 년 전 태양계가 형성된 때 지구와 비슷한 시기에 만들어진 행성이다. 미항공우주국(NASA)의 21세기 초 화성탐사계획의 목적 중에 하나가 두 행성의 역사와 진화 과정을 비교하여 지구의 역사와 미래를 알아내는 것이기도 하다.

  화성은 눈으로 보면 붉은 색으로 보이는데 태양계 4번째 행성(지구는 3번째임)으로 서 지구의 바깥 궤도를 돌고 있다.

 지구에서는 금성 다음으로 가깝다(지구·태양간 거리의 1.5배인 2억3천만㎞). 고대에는 붉은 색의 화성이 지구 가까이 오면 전쟁이 일어난다고 생각했다.

   화성은 기원전 356년경 아리스토텔레스가 최초로 발견하였고, 17세기 갈릴레오가 망원경으로 관찰하기도 했다.

  지구와 화성의 물리적 특성을 비교해보면, 화성은 지름이 지구의 절반 (6,794㎞)이고, 질량은 지구의 10분의 1이다. 공전주기는 687일(지구 1.8년), 자전주기 24시간 37분, 자전축 경사 25도(지구 23도)로 지구와 유사한 계절 변화를 보인다. 표면 중력은 지구의 38%, 대기압은 지구의 100분의 1이다.

  화성의 대기는 이산화탄소 95.3%, 질소 2.7%, 아르곤 1.6%, 산소 0.1% 이며 평균 기온은 영하 53℃다. 화성에 생물이 살수 없는 조건은 기온이 너무 낮다. 또 동물은 이산화탄소가 많은 곳에서는 살지 못한다.

  화성 표면은 다량의 산화철 성분을 포함하고 있어 붉게 보일 정도이며, 포보스와 데이모스라는 2개의 위성을 갖고 있다. 포보스는 화성으로부터 9,000㎞ 궤도에서 7시간 39분 의 주기로 공전하고, 데이모스는 2만㎞에서 30시간 18분의 공전주기로 돌고 있다.

목 성

 
목   성

    태양계에서 가장 큰 행성이다.

    그리고 그 질량에 있어서도 가장 큰 행성이다. 이러한 목성 은 지구와는 달리 주로 가스들로 이루어졌다. 그러나 이러 한 큰 몸집에도 불구하고 그 자전 속도는 대단히 빨라서 9시간 55분밖에 되지 않는다. 그리고 주 로 가스들로 이루어 졌기 때문에 위치에 따라 자전 주기가 다른 모습을 보여 주고 있다. 여러 가지 우주 탐색선들에 의해 목성에 대한 여러 특성들이 밝혀지게 되었다. 목성에서 가장 눈에 띄는 것은 대적반과 어두운 줄무늬이다. 목성의 줄무늬는 온도차에 의해 생기는 것이다. 이러한 온도차에 의해 대류가 생겨 밝은 대에서는 가스가 상승하고 어두운 대에서는 가스가 하강하게 된다. 그리고 빠른 자전으로 인해 하강 기류나 상승 기류로부터 대적반이라든가 다른 적반 등 의 큰 태풍이 생기게 되는 것이다. 또한 목성의 내부 구조는 수소와 헬륨이 대부분이며 강한 자 기장을 갖고 있다는 것이 발견되었다. 그리고 목성에는 거대한 위성들이 많이 있다. 우선 목성에는 4개의 커다란 위성, 아이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토를 비롯하여 모두 16개의 위성을 거느리고 있다. 위성들의 질량과 밀도는 목성으로 부터의 거리가 적어짐에 따라 감소하는 경향을 보이며 주로 암석으로 되어 있다. 그리고 가니메데와 칼리스토는 주로 얼음으로 되어 있다고 생각되고 있다. 또한 아이오에서는 최초로 지구 외의 천체에서 화산이 발견된 곳이기도 하다.

토 성

 

   여러 개의 고리가 있는 토성은 태양계에서 목성 다음으로 큰 행성이다.

  지름은 지구 지름의 9배 정도이고 질량은 지구의 95배나 된다. 자전 주기는 10시간 40분으로 매우 빠르게 회전하고 있으므로 적도 지방은 극지방에 비해 많이 부풀어 올라 있다. 적도 반지름이 극의 반지름 보다 10,500 km 나 길어서 행성 중에서 가장 납작한 타원체 모양을 하고 있다.

  토성이 받는 태양 에너지는 지구에서 받는 에너지의 100분의 1 정도밖에는 안되어 토성의 대기 위층은 온도가 낮다.

  토성은 지구자기장의 세기에 1,000배나 센 자기장을 가지고 있으며,  테는 크기가 아주 커서 테의 가장바깥쪽에서 가장 안쪽까지의 거리가 67,000 km 나 된다. 처음에는 이 테가 하나로 되어 있는 거대한 테라고 생각했었으나 관측이 진행됨에 따라 이 테는 여러 개의 테로 이루어져 있다는 것을 알게 됐고 각 테에 에이(A) 에서부터 지(G) 까지의 이름을 붙여 놓았다.

  토성대기의 성분은 주로 수소와 헬륨일 것으로 추정됩니다. 보이저 우주선이 토성을 탐사하기 전에는 토성의 위성이 12개인 것으로 알려졌으나 보이저 1호가 5개, 2호가 4개의 위성을 더 발견하여 토성의 위성 수는 21개로 늘었다. 토성의 가장 큰 위성인 타이탄은 두터운 대기층을 가지고 있다. 이 대기의 성분은 질소가 주성분을 이루고 있는 것으로 밝혀졌다.

  대기의 압력은 지구의 대기 압력보다는 훨씬 작지만 화성대기의 압력보다는 높다. 따라서 태양계에서 가장 지구와 비슷한 대기상태를 가지고 있다고 할 수 있다.

  토성에 제일 큰 위성 타이탄

  1997년 10월15일에는 인류의 우주탐사를 위해 사상 최대 야심작인 토성과 토성의 제일 큰 위성인 타이탄의 탐사를 위한 카시니 위성이 발사되어 7년간의 긴 여행길에 올랐다.

2004년 7월에 타이탄 위성궤도에 접근할 예정이다.

타이탄은 일단 질소와 소량의 메탄과 에탄을 가지고 있다.

기압은 지구의 1.5배 이고 태양광선이나 토성의 반사광등이 두꺼운 대기에 가려서 지표면의 온도는 영하180도이다.

  또 타이탄에는 오렌지색의 아지랑이 피어오르는데 이는 아주 대기 중의 물질과 태양빛이 반응 해 만들어진 것이라고 한다.

타이탄의 바다에는 물이 있고 생명체가 탄생할 중요한 물질들이 많이 들어 있다고 하지만 아직 물의 증거를 발견하지 못했다고 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)가 3일 밝혔다.

엘리자베스 터틀 박사는 타이탄의 사진을 보고

“이 사진에서 타이탄의 표면은 마치 녹은 아이스크림처럼

  보인다.”

면서

  “우리가 예전에 본 어느 것과도 다르다”

고 말하는 것을 보면 지금까지 우리가 알고 있던 별에 대한 생각을 다르게 해야 될 새로운 발견일 것이다.

천왕성

  

   천왕성의 직경은 약 51,800 km로 지구의 8배나 크며 질량도 지구의 질량에 14배나 되어 태양계의 행성 중에서 세 번째로 큰 행성이다. 천왕성은 공전 면과 82.1도나 기울어진 자전축을 중심으로 약 하루의 주기로 공전의 방향과 반대 방향으로 자전하고 있다.

 

 

   위 그림을 잘 보면서 설명을 읽어 보자.

   천왕성은 자전축이 공전면과 거의 나란할 정도로 누워서 항상 같은 방향을 향하고  공전면을 따라 공전하고 있으므로 때로는 자전축의 북극이 태양을 향하게 되고 때로는 남극이 태양을 향하게 됩니다. 자전축의 북극이 태양을 향하고 있을 동안은 북반구에서는 낮이 계속되고, 자전축이 태양에서 보아 수평으로 놓여 있을때는 밤과 낮이 매일 바뀌게 되며, 자전축의 남극이 태양을 향하게 되면 남반구는 낮이 계속되고 북반구는 밤이 계속된다. 천왕성의 공전 주기는 84년이므로 이러한 현상은 84년을 주기로 나타나게 될 것이다.

  천왕성의 테도 토성의 테와 마찬가지로 암석 조각으로 이루어져 있는데 토성의 테를 이루는 알갱이들은 겉에 얼음으로 둘러싸여 이 얼음 표면이 빛을 반사해서 밝게 빛나는 것과는 달리 얼음으로 싸여 있지 않아 잘 보이지 않는다고 설명하고 있다. 또 다른 이론에 의하면 이 테는 기체로 이루어져 있을 것이라고 주장하기도 한다. 천왕성 대기에는 많은 수소와 헬륨이 포함되어 있을 것으로 보이며 천왕성이 연한 초록색으로 빛나는 것으로 보아 메탄도 많이 함유하고 있을 것으로 추정된다.

  그러나 그 온도는 매우 낮아서 대기의 최상층에서의 온도는 -215°C 쯤일 것으로 생각된다. 천왕성은 다섯 개의 위성을 가지고 있다. 미란다, 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론들인데 그들의 공전면은 천왕성의 적도면과 평행으로 배열되어 있다. 그런데 천왕성의 자전축이 누워 있음으로 적도면에 평행한 원 궤도를 돌고 있는 이 위성들의 운동을 지구에서 관찰하면 천왕성을 중심으로 아래위로 운동하는 것처럼 보인다. 이러한 천왕성의 위성들의 운동이 천왕성의 자전축이 누워 있다는 것을 발견하는 단서가 되었다.

해왕성

   

   크기는 천왕성과 비슷하고 1846년에 발견되었다.

  해왕성의 질량은 지구 질량의 17배 정도이고 반지름은 지구반지름의 4배 정도이다. 해왕성은 아주 큰 궤도를 돌고 있기 때문에 공전 주기가 매우 길어서 165년이나 된다. 해왕성의 자전주기는 18시간 정도이다. 그러므로 해왕성에서 1년은 165년 즉 60,225일이며 하루는 18시간이다.

  인공위성인 보이저 2호는 다른 목성형 행성과 마찬가지로 해왕성의 적도 상공에도 메탄 덩어리로 된 2개의 테가 있는 것을 확인하였다.

  해왕성의 대기는 천왕성의 대기와 매우 비슷한 성질을 가지고 있어 수소와 헬륨, 그리고 메탄으로 이루어졌을 것으로 추정되고 있으며, 초속 수백km의 폭풍, 흰색의 대기 이동 등이 확인되어 해왕성의 대기가 활발하게 움직이고 있음을 알 수 있다.

  해왕성의 표면은 수소액체로 되어 있으며 수소액체의 깊이는 8,000 km 정도이고 그 밑에는 물이 언 얼음과 암모니아가 언 얼음이 뒤섞인 얼음 층의 맨틀이 다시 8,000km 쯤 계속된 후에, 철을 함유하고 있는 매우 뜨거운 상태의 핵이 있을 것이다.

  해왕성의 가장 큰 수수께끼는 해왕성 주위를 돌고 있는 8개의 위성 중 비교적 큰 두 위성의 운동이다. 바깥쪽을 돌고 있는 작은 위성 네레이드는 일 년을 주기로 해왕성 주위를 공전하고 있는데 반해 안쪽을 돌고 있는 달보다 조금 작은 트리톤은 6 일의 주기로 해왕성 주위를 공전하고 있다. 목성의 가장 바깥쪽을 돌고 있는 매우 작은 4개의 위성의 공전 방향이 서로 같지만 트리톤은 반대로 움직인다.  네레이드와 트리톤은 지구에서 망원경의 도움으로 발견되었지만, 나머지 6개의 위성은 보이저2호의 활약으로 발견되었다.  그리고 온도는 매우 낮아서 -230°C 정도이어서 모든 것은 다 얼어 있을 것이다. 지금까지의 관측에서 해왕성은 태양에서 받는 에너지 보다 더 많은 에너지를 발산하고 있는 것으로 보이는데, 그 이유는 아직도 수수께끼로 남아 있다.

2007년 부터 명왕성은 태양계의 행성이라고 하지 않습니다. 그 크기나 특징이 행성으로 가치가 아니고 달과 같은 위성에 속하는 별로 생각한 천체 과학자들이 한 계급 떨어뜨렸습니다. 

명 왕 성

   

  태양계의 가장 바깥에 있는 행성이다.

  명왕성은 자신의 크기에 반 정도나 되는 샤론이라는 위성과 함께 지구의 공전 궤도의 40배나 되는 거리에서 태양의 주위를 돌고 있다.

  명왕성의 유일한 위성인 샤론은 명왕성에서 20,000 km 밖에 안 떨어져 있기 때문에 명왕성과 동행하고 있으므로 지구에서 보면 하나로 보이기 때문에 사람들이 발견하지 못하다가, 1978년에 와서야 발견된 위성이다. 샤론의 공전 주기는 6일이다. 명왕성을 6일 만에 한 바퀴 돈다는 뜻이다.

  명왕성의 질량은 태양계의 막내로 알려졌던 수성보다도 작아, 달과 비슷한 질량을 가지고 있는 것으로 알려졌으며, 직경도 3,000 km 밖에 안 되는 것으로 관측되었다.

  명왕성의 온도는 영도에 가까워 모든 것은 얼어붙어 있고 분자들도 운동을 멈춘 상태일 것으로 생각된다. 명왕성은 타원을 그리며 돌기 때문에 안쪽의 해왕성보다도 더 태양에 가까이에 있을 때도 있다. 명왕성이 태양을 한 바퀴 도는데 걸리는 시간인  공전 주기는 248년이다. 지구로 생각해서 248년이 걸린다는 뜻이다.  우리의 관심을 끄는 것은 명왕성의 공전면이 지구의 공전면과 비슷하게 17°나 기울어져 있다는 것이다. 명왕성을 발견한 톰보라는 과학자는 10번째의 행성은 없을까? 하고 찾아보았지만 실패하였다.

  지금까지는 발견된 것은 태양계에서 가장 먼 행성은 명왕성이다.

콰오아 [Quaoar]라는 10번째 행성 발견

   2002년 6월 4일 미국 캘리포니아공과대학의 M.브라운(Michael Brown) 교수팀이 처음 관측한 뒤, 허블우주망원경을 통한 정밀 추적과 과거의 관측 자료를 종합해 거리와 궤도 등을 계산해 냄으로써 정확한 위치가 확인된 태양계 내의 천체이다.

  같은 해 10월 7일 미국 천문학회에서 처음으로 발표되었는데, 태양계의 가장 바깥쪽 행성인 명왕성에서 16억㎞ 떨어진 지점에서 태양의 주위를 돌고 있는 것으로 확인되었다.

  크기는 지름 1,280㎞로, 지구의 약 10분의 1에 해당하며, 태양을 1바퀴 도는 데 걸리는 공전주기는 288년이다. 그 행성을 콰오아라고 이름을 붙였다.  콰오아는 만물을 탄생시킨 자연의 힘을 뜻하는 남부 캘리포니아 지역 원주민들의 창조 설화에서 따온 이름으로, 정식명칭은 아니다.

  이 별을 과학자들이 행성으로 인정하면 태양계의 행성은 8개가 아니고 9개로 이다.  

행성들의 비교

태양계의 행성들

9개의 행성들의 특징을 조사하였다. 물음에 답해 보자.

                                               행성의 특징

구       분	수 성	금 성	지 구	화 성	목 성	토 성	천왕성	해왕성	명왕성
크기(반지름) (km)	2,439	6,056	6,378	3,390	71,400	60,000	25,512	25,110	1,150
무게 (t)	3조	49조	60조	6조	19,080조	5,709조	870조	1,033조	0.1조
공전주기 (일)	89	225	365	687	4,329 약12년	10,752 약29년	30,660 84년	60,152 약 165년	272,911 약 748년
자전주기 (시간)	59	243	24	25	10	10	18	19	6
태양과 거리 (km)	0.6억	1.1억	1.5억	2.3억	7.8억	14.3억	28.7억	45.0억	59.1억
온도 (℃)	480	-20     30	-30    40	-110     20	-110	-125	-170	-200	-230

1. 제일 큰 행성과 제일 작은 행성은 어느것일까?

2. 태양에서 거리가 멀면 달라지는게 무엇일까?

3. 지구에 생물이 살 수 있는 이유는 무엇일까?

4. 다른 행성에도 생물이 살까?

    살수 있다면 그 이유는 무엇일까?

    살수 없다면 그 이유는 무엇일까?

5. 공전 주기가 제일 빠른 것과 제일 느린 것은? 

6. 자전주기가 제일 빠른 것과 제일 느린 것은?

7. 다른 특징들도 찾아 보자. 

  더 알아 보기 : 태양의 모든 것 

반 지 름	6,060,000km
질    량	1,989,000,000,000,000,000,000,000,000,000kg    ( 198양9천자)
표면온도	5,785 ?k (5,511.85?c)
중심온도	15,000,000?k(약14,999,727?c)
자전주기	25일

 더 알아 보기: 3개의 항성을 공전하는 행성

  위와 같은 항성과 행성은 어떻게 자리를 잡고 있을까? 스스로 생각해보자.