수성

[김동석]

태양계의 제일 안쪽을 도는 수성은 태양으로 부터의 강렬한 복사에  노출된 죽음의 세계입니다. 수성은 태양계의 9개의 행성 중 태양에  가장 가까운 행성입니다. 그 크기는 지구보다 상당히 작아서,  지름이 지구의 0.38 배이고 질량은 지구의 1/20에 불과합니다.  1974년에 우주 탐사선 마리너 10호가 발사 되기 전까지는 수성에  대해 거의 알지 못했습니다.

궤도 장반경 : 5,790만km  공전주기 : 88일  자전주기 : 58.65일  적도반경 : 2,439.7km  질량 : 0.33022×1024kg  중력 : 지구의 0.38배

수성은 달과 매우 유사하며 태양풍이 수성의 대기를 모두 날려 버렸습니다. 수성의 이름은 그리스, 로마 신화의 발이 빠른 전령의 신인 머큐리(Mercury, 헤르메스Hermes라고도 함)의 이름을 따서 붙였습니다. 수성은 해 뜨기 2시간 전과 해가 진 후 2시간 사이에만 하늘에 나타나는데, 이것은 수성의 최대 이각이 28도 밖에 안 되기 때문입니다.

(최대이각 : 내행성이 태양에서 가장 멀리 벗어날 때 이루는 각도) 그러므로 지구에서 망원경으로 수성을 관측하기가 매우 어렵습니다.
수성은 달과 굉장히 많이 닮았습니다. 크레이터 투성이에 크기도 비슷하며(수성 지름 : 4898 km, 달 지름 : 3476 km), 대기도 거의 없습니다. 수성의 표면은 달처럼 태양계 탄생 무렵에 우주 공간에서 날아온 무수한 운석들과 충돌하여 생긴 분화구가 표면을 덮고 있습니다. 그러나 달의 표면과 다른 점도 있습니다.

수성의 표면에는 수백 km에 달하는 절벽이 있는데, 이것을 스카프(scarp)라고 하며, 생성 초기에 뜨거운 행성 상태에서 갑자기 식으면서 수축하는 과정에서 생겨난 지표의 주름입니다. 그리고 매리너 10호가 보내온 사진들을 분석하던 과학자들은 수성의 적도 바로 남쪽의 특정지역에서 울퉁불퉁한 언덕들이 촘촘히 모여 있는 것을 발견하였습니다.

그런데 이 지역과는 정반대쪽에는 지름 1300 km에 달하는 거대한 분지가 있습니다. 이 곳을 칼로리스(Caloris) 분지라고 부르는데, 거대한 유성체가 충돌하여 형성된 것으로 보입니다. 이 때의 충격으로 수성에는 대지진이 일어났고, 그 지진파들이 전달되어 행성의 정반대 편에서 초점을 이루는 부분에 언덕들이 생겨났다고 지질학자들은 추정합니다. 수성은 지구처럼 밀도가 큰 철핵 주위를 밀도가 낮은 암석물질 맨틀이 둘러싸고 있습니다.

그러나 지구의 핵이 지구 반지름의 반 정도인데 비해 수성의 핵은 반지름의 3/4이 넘습니다. 수성은 이와 같이 철이 풍부한 핵을 갖고 있지만 수성의 자전 속도는 지구에 비해 매우 느리기 때문에 액체상태의 철핵이 회전하여 자기장이 생긴다 하여도 그 세기가 극히 미약합니다. 그러므로 수성은 지구 자기장의 1/100의 세기의 약한 자기장을 갖습니다.

그리고 수성의 대기는 아주 희박해서 지구의 1/1000에 불과하며, 긴 밤에는 영하 120도나 되므로 생명이 존재하기 매우 힘들 것입니다. 수성의 표면은 매리너 10호 탐사선의 접근에 의해 밝혀졌는데, 그 표면은 달의 표면처럼 평탄치 않고 무수한 분화구(웅덩이)로 덮여 있으며, 이것들은 오랜 시간 동안 많은 운석의 충돌에 의해 생긴 것이 확실합니다.

수성은 명왕성 다음으로 작은 행성인데 달보다는 조금 큽니다. 그리고 1965년 푸에르토리코의 아레시보 전파 망원경에서 수성에 강한 전파를 쏘아 그 반사파를 포착함으로서 수성의 정확한 자전 주기를 알아내었습니다. 이렇게 해서 얻은 수성의 자전 주기는 59일 일이었습니다. 그리고 1970년 중반, 매리너 10호가 수성을 지나가면서 측정한 수성의 자전 주기는 58.66일로 밝혀졌습니다.

즉, 29일은 낮이고 29일 동안은 밤입니다. 그런데 이 값은 정확히 수성의 공전 주기(87.969일)의 2/3가 되는 값이며, 수성은 태양 주위를 두바퀴 도는 동안에 스스로는 세 바퀴 자전을 하게 됩니다. 그러므로 지구보다 4.1배나 빨리 공전하고 있습니다.