넷째날(별- 지구를 위한 태양계)

[일어나 함께 가자]

    ④ 별

      * 은하계

      * 태양계

      * 항성들

      * 성경에 나오는 별자리들

      b. 태양계

                         - 몇 개의 항성, 행성, 위성, 소행성, 혜성으로 구성됐는가?

ⅰ. 태양계의 위치는 은하 중심으로부터 3만 광년 거리에 있다.

ⅱ. 태양계는 여러 종류의 별들로 구성되어 있으며, 지름이 110억km이다. 이들은 인력작용에 의하여 시계장치처럼 완벽하게 운동한다.

ⅲ. 갈릴레이의 “그래도 지구는 돈다”라는 말로 유명해진 ‘천동설ㆍ지동설’ 논쟁 이후, 천문학계는 그 ‘속편’에 해당하는 논쟁을 벌여왔다. 그 중 세 가지의 큰 논제가 “태양은 여느 별과 다른 특별한 별인가” “지구 같은 행성은 외계에도 존재할까” “외계 행성이 있다면, 지구와 같이 생명체가 존재할까”였다. 연구 결과 얻은 결론은 다음과 같다.

ⅳ. 첫 번째 질문에 대해 태양은 100억 년을 사는 평범한 작은 별임이 밝혀졌다. 우주에는 태양보다 훨씬 크고 오래 사는 별이 수두룩하다.

ⅴ. 두 번째 질문 역시 1995년, 페가수스 별자리 51번 성(星)에서 최초로 외계 행성이 발견되면서 태양계 밖의 다른 별 주위에도 얼마든지 행성이 존재한다는 사실이 입증됐다.

ⅵ. 최근 천문학자들은 나사(NASA)의 허블망원경을 통해 우리 은하에 있는 105개의 별 주변에서 행성이 돌고 있다는 사실을 밝혀냈다고 한다. 이 행성들은 모두 목성과 같은 거대한 별들로서 가스로 구성되어 있으며, 대기가 섭씨 1,100도 가량 된다고 한다.

ⅶ. 세 번째 질문에 대해 천문학계는 외계 생명체의 가능성을 수긍하는 추세이다.

ㆍ행성을 거느린 항성 중 절반인 약 50개가 지구처럼 생명체가 사는 행성을 포함할 수 있다는 예측이 나왔다. 태양과 같은 항성 주변에 지구처럼 생명체가 존재하려면 항성으로부터 액체상태의 물이 존재하기에 적당한 곳에 위치해야 한다.

ㆍ너무 가까우면 물이 뜨겁게 끓고 너무 멀면 물이 얼어버려 생명체가 살 수 없기 때문이다.

ㆍ하지만 현재까지 지구를 제외한 모든 행성에서 생명체가 발견되지 않고 있다. 하나님께서는 오직 지구에만 생물을 두신 것으로 믿어진다.

         * 항성

         * 행성

         * 위성

         * 소행성

         * 유성 또는 작은 위성

         * 혜성

        (a) 항성(恒星 : 붙박이 별, 엄마별)

ⅰ. 항성은 자체의 에너지로 빛을 낸다. 스스로 빛을 내는 별이다.

ⅱ. 태양계에는 태양 1개뿐이다. 태양은 특정한 별을 공전하지 않는다. 태양은 태양계 전체 질량의 약 99.8%를 차지한다.

        (b) 행성(行星 : 떠돌이 별)

          ⓐ 행성의 개요

ⅰ. 행성(planet : 방랑자의 뜻)은 항성 주위를 공전하는 천체이며, 혹성(惑星)으로도 불린다.

ⅱ. 고전 천문학은 태양계 안에만 행성이 존재하는 것으로 믿어 왔다. 태양계의 행성은 8개이며, 이 중 지구와 화성과 금성만이 암석 행성이다.

ⅲ. 행성들의 이름은 지구를 제외하고는 그리스-로마 신들의 이름이다. 하나님께서 지어 놓으신 천체들이 이교의 신들의 이름을 따라 불리는 것은 슬픈 일이다.

ⅳ. 행성들의 크기는 지구 반지름 6400km를 기준(1)으로 수성(0.4), 금성(0.9), 화성(0.5), 목성(11.2), 토성(9.4), 천왕성(4.0), 해왕성(3.9)이다.

ⅴ. ‘행성-태양’ 간의 거리는 지구 1억5천만km를 기준(1)으로 수성(0.4), 금성(0.7), 화성(1.5), 목성(5.2), 토성(9.5), 천왕성(30.1), 해왕성(39.5)이다.

         ⓑ 행성은 지구 궤도를 기준으로 두 가지로 분류된다.

             * 내행성

             * 외행성

             * 지구

            가. 내행성(內行星)

ⅰ. 내행성은 수성과 금성 2개이며, 계절에 따라 초저녁 서쪽 하늘이나 새벽녘 동쪽 하늘에서만 관측된다. 위치에 따라 모양과 크기가 변한다.

ⅱ. 수성은 태양계에서 가장 작으며, 태양과 가장 가까운 행성이다. 공전주기는 87.97일이며, 자전주기는 58.65일이다. 그리스에서는 헤르메스(저녁)와 아폴로(새벽), 곧 두 개의 다른 별로 알려졌었다. 중국에서는 진성(辰星)으로 불린다.

ⅲ. 금성은 새벽별(Morning Star) 또는 샛별로도 불린다. 금성은 태양과 가까워서 표면 온도가 470도나 된다. 납이 녹는 온도이므로, 물이 남아 있을 리 없다. 생물도 살 수 없다.

            나. 외행성(外行星)

ⅰ. 외행성은 최근까지 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성 6개였으나, 국제천문연맹(IAU)은 2006.8.24 체코 프라하에서 ‘명왕성’을 기존 행성 명단에서 퇴출시키는 대신 왜소 행성으로 부르기로 결정했다. 이에 따라 태양계 행성은 수성부터 해왕성까지 8개만 남게 되었다.

ⅱ. 외행성은 초저녁이나 새벽녘, 또는 한밤중에도 관측이 가능하다. 그믐달이나 초승달 모양으로는 관측되지 않고 항상 반달에서 보름달 모양으로 관측된다.

ⅲ. 해왕성 바깥에서 태양을 돌고 있는 작은 천체들의 집합체를 ‘쿠이퍼 벨트’(Kuiper-Belt)라고 한다. 쿠이퍼 벨트의 천체 중 가장 큰 ‘제나’(2005년 발견)는 지름이 약 2340km로 명왕성(2290km)보다도 크며, ‘가브리엘’이라는 위성까지 딸려 있다. ‘쿠이퍼 벨트’에는 세드나, 콰오아, 2005FY9, 2003EL61 등이 있다. ‘세드나’는 지름이 약 2000km로 명왕성으로부터 30억-40억km(태양으로부터 100억km) 떨어진 곳에 있다.

              (가) 화성

ⅰ. 화성은 태양계의 네 번째 행성으로 태양에서 2억7700만km 떨어져 있으며, 공전주기는 687일이다.

ⅱ. 화성은 지구의 이웃 두 행성 중 하나이며, 금성보다는 지구에서 더 멀리 있다. ⅲ. 화성은 산과 사막들로 되어 있다. 표면이 붉게 보이는 것은 산화철(Fe2O3) 성분이 많기 때문이다. 메마른 표면에는 대규모의 먼지 폭풍이 발생하고 있다.

ⅳ. 대기가 희박하므로 온도 변화가 심하며, 계절에 따라 표면 모습이 바뀐다. 화성의 대기는 90% 이상이 이산화탄소(CO2)이다.

ⅴ. 화성은 반지름이 10km도 채 안 되는 두 개의 달을 가지고 있다.

ⅵ. 화성이 인류의 관심을 끌어온 이유는 여러 면에서 지구와 너무 비슷하기 때문이다. 화성의 하루는 약 24시간 40분이며, 자전축의 경사각도 24도로 지구의 경사각 23.5도와 비슷하다. 또한 희박하나마 대기도 존재하고, 4계절의 변화가 지구에서 관측되기도 한다.

ⅶ. 2003.8.27 화성은 80년 만에 가장 가까이 지구에 접근했으며 금성만큼이나 밝게 보였다. 육안으로 보면 화성은 이름 그대로 붉게 보인다. 영어 이름인 마스(Mars)는 그리스 신화에 나오는 전쟁의 신이다.

ⅷ. 화성은 천체망원경으로 보면 얼룩진 붉은 표면과 함께 흰색을 띤 북극과 남극이 보인다. 이 흰 부분을 마치 화성이 관을 쓰고 있는 것 같다고 해서 극관(極冠)이라고 부른다. 영국의 허셜은 화성의 극관이 얼음일지도 모른다는 주장을 내놓았다. 곧, 화성에는 물이 있을지도 모른다는 생각이 처음으로 등장한 것이다. 극관을 관측한 결과 여름에는 작아지고 겨울에는 커진다는 사실이 이러한 생각을 뒷받침했다. 얼마 전 미(美)항공우주국(NASA)은 화성 표면에 한때 물이 있었음을 나타내는 사진 한 장을 공개했다. 화성은 표면 온도가 영하 47도로, 물이 있더라도 드라이아이스 형태로나 존재한다.

              (나) 목성

ⅰ. 목성은 태양계 행성 중 가장 크다. 목성의 공전 주기는 11.86년이다.

ⅱ. 목성의 표면은 햇빛을 잘 반사하고 크기가 워낙 크기 때문에 지구에서도 밝게 보인다. 서양에서는 돋보이는 밝기 때문에 목성을 그리스ㆍ로마 신화의 주피터(제우스)신의 이름으로 불렀다.

ⅲ. 목성은 50여 개의 위성을 거느리고 있으며, 가장 큰 위성은 수성보다도 조금 크다.

ⅳ. 목성은 대부분 수소와 헬륨의 유체로 구성되었다. 자전주기는 불과 9시간 50분밖에 되지 않으며, 빠른 자전 속도 때문에 납작하고 타원의 모습을 하고 있다.

ⅴ. 목성 표면에 있는 뚜렷한 적갈색 줄무늬는 수소와 헬륨으로 이뤄진 대기가 뜨거운 온도에 따라 대류하면서 생긴 것이다. 목성은 태양과 마찬가지로 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있기 때문에 내부 온도가 1000만도를 넘기만 하면 태양처럼 빛날 수 있다.

ⅵ. 1994년 목성은 ‘슈메이커-레비 혜성’의 핵이 21개로 갈라지면서 차례로 충돌했다. 핵 하나하나는 약 1억 개의 원자폭탄에 맞먹는 파괴력을 지니고 있어 지구보다 큰 흔적을 남겼었다. 만약 그 중 하나가 지구로 떨어졌다면 아마 지구의 모든 생명체는 멸종됐을 것이다.

              (다) 토성

ⅰ. 목성 다음으로 크다. 공전주기 29.6년, 자전주기 10시간40분이다.

ⅱ. 표면온도가 영하 180도이다. 표면은 주로 수소와 헬륨이며, 중심은 암석형태의 핵이 있다.

ⅲ. 밀도가 0.71로 낮아서 물에 띄울 수 있다. 얼음알갱이로 된 1만 개 이상의 고리를 두르고 있다. 고리 넓이는 6km, 고리 두께는 100m 정도이다.

              (라) 천왕성

태양에서 28억8천만km 떨어져 있다. 공전주기는 84.02년, 자전주기는 10시간 49분이다.

              (마) 해왕성

ⅰ. 태양계의 8번째 행성이다. 푸른 행성으로, 태양에서 44억9천만km 떨어져 있다. 공전주기 165.383년, 자전주기 19.2시간이다.

ⅱ. 반대방향으로 공전하는 역행위성이다.

              (바) 명왕성

ⅰ. 1930년 발견된 명왕성은 달 지름의 3분의 2(2306km)에 불과하다.

ⅱ. 국제천문연맹(IAU)은 왜소 행성으로 분류된 명왕성의 호칭으로 ‘134340’이라는 숫자를 부여했다.

ⅲ. 왜소 행성이란 태양계 천체 가운데 태양 주위를 공전하면서도 자체중력으로 주위의 작은 천체들을 끌어들이지 못하는, 위성이 아닌 천체를 말한다.

ⅳ. 태양계 내 별들에 대한 자료를 수집하는 공식기구인 소행성센터는 현재 13만6563개의 천체를 공인하고 있다.

            다. 지구

ⅰ. 천문학자들은, 우주 안에는 태양계와 비슷한 행성계가 존재할 것이라고 추측만 해오다가 최근 지구에서 41광년 떨어진 곳에서 ‘유사 태양계’를 발견했다고 한다.

ⅱ. 미국 UC버클리대의 제프리 마시와 워싱톤의 카네기연구소의 폴 버틀러가 이끄는 공동연구팀은 15년 동안 1,200개의 별을 지켜보면서 55번 별인 항성 주위를 3개의 행성이 공전하고 있는 것을 발견했다고 한다(2002.6.13). 그러나 그것이 ‘지구와 같은 별을 가진 태양계’와 같은 존재를 의미하는 것은 아니다.

ⅲ. 지구와 같은 생명의 별이 존재하기 위해서는 우선 태양과 지구 사이의 거리가 적절해야 한다. 태양의 밝기를 고려할 때 지구와 태양의 거리가 지금보다 조금만 더 멀었어도 지구는 화성처럼 얼어붙은 사막이 됐을 것이고, 조그만 더 가까웠다면 금성처럼 쩔쩔 끓는 뜨거운 행성이 됐을 것이다. 지구의 ‘나를 생존케 한 적절한 거리’는 1억5000만km이다.

ⅳ. 거기에다 목성과 토성 같은 거대 행성이 지구의 바깥 궤도를 돌며 안쪽 궤도에 있는 지구를 보호해 주어야 가능하다. 목성은, 태양계 내 작은 천체들이 지구로 떨어지는 것을 흡인하여 자기에게 충돌시킴으로 지구로 떨어지는 것을 막아주는 역할을 한다. 만약 목성이 없다면 지구의 생명체는 보존될 수 없을 것이다. 따라서 제 2의 태양계 존재 여부는 항성 주변에 목성과 토성 같은 거대 행성을 발견할 수 있느냐 없느냐에 달려 있다. 한마디로 우주 시스템은 ‘나를 위해 준비된 경이’라고 할 수 있다.

ⅴ. 2007년 유럽과학자들은 지구와 비슷한 환경을 갖춘 태양계 밖 행성 ‘581c’를 발견했다고 한다. 지구에서 빛으로 20.5년 걸리는 거리에 있으며, 크기는 지구의 1.5배, 질량은 5배이다. 지표 온도가 0-40도여서 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 높다고 한다. 과학자들이 지금까지 발견했다는 250여 개 행성은 온도가 너무 높거나 낮아 물이 있기에 힘든 조건이었다.

ⅵ. 미(美)오하이로주립대(大) 스코트 가우디 교수가 이끄는 11개국 공동 연구팀(한국 포함)은 2008.2.14 지구에서 5000광년 떨어진 태양계 밖에서 목성ㆍ토성과 크기가 비슷한 행성 2개가 태양 같은 별 주위를 돌고 있는 것을 발견했다고 밝혔다. 지금까지 태양계 밖에서 250여 개의 행성이 발견됐지만 태양계에 있는 행성과 크기가 비슷한 것이 발견된 것은 이번이 처음이다. 가우디 교수는 “이 행성계는 질량이나 별과 행성 간의 거리로 볼 때 우리 태양계의 축소판이다. 태양계와 흡사하다는 것은 이곳에 지구와 같은 행성이 존재할 가능성이 있음을 의미한다”고 말했다.

ⅶ. 코넬대 드레이크 교수가 1961년 ‘드레이크 방정식’을 내놨다. 4000억 개의 별을 거느린 은하계에서 생명체를 지닌 행성이 얼마일까를 따지는 수식이다. 천문학자 칼 세이건은 그 방정식을 가지고 은하계에 지구 수준의 기술 문명을 가진 행성이 10개쯤 될 거라고 추정했다. 그러나 드레이크 교수가 외계 문명에서 보내는 전파신호를 포착하는 ‘외계지능탐사’를 40년이 지나도록 했으나 아직 신호가 잡힌 적은 없다.

ⅷ. 진화생물학자 스티븐 제이 굴드는 “외계 행성에서 TV를 발명할 만큼 지적인 포유류 인간은 말할 것도 없고, 포유류가 두 번 다시 출현할 가능성은 아예 없다”고 했다. 인간의 존재는 단 한번뿐인 요행으로 생겨났다는 것이다. 은하계 같은 게 1000억 개 이상 있다는 광대한 우주에서 지구에만 유일하게 생명체가 산다면 그것은 우연히 그렇게 된 것일까, 아니면 어떤 지적 설계자가 있어서일까. 그렇다면 그 설계자는 누구인가?(조선)

        (c) 위성(衛星, moon)

ⅰ. 행성 둘레를 공전하는 별이며, 위성수는 현재 약 60개 정도 있다.

ⅱ. 위성은 수성 0, 금성 0, 지구 1, 화성 2, 목성 16, 토성 18, 천왕성 15, 해왕성 8개이다.

        (d) 소행성(小行星)

ⅰ. 직경 1000km 미만의 천체로서 대부분 화성과 목성 사이의 궤도에서 태양을 공전하는 수십만 개의 작은 천체들이다. 현재 2000여 개의 궤도가 밝혀졌으며, 가장 큰 소행성은 ‘세레스’(직경 940km)이다.

ⅱ. 미국 MIT대 천문학자들에 의하면 2002.6.14, 축구장 크기의 소행성(2002MN, 지름 50-120m)이 지구에서 불과 12만km 떨어진 곳(지구-달간의 거리 38만4000km의 1/3)을 지나갔다고 한다. 소행성이 달의 궤도 안쪽으로 들어온 것으로 관측된 것은 이것이 6번째라고 한다.

ⅲ. 과학자들은 이 소행성이 지구에 충돌했더라면, 1908년 시베리아 퉁구스카 상공에서 발생한 운석 폭발이 이 지역 2000㎢의 숲을 완전히 불태웠던 것과 같은 정도의 피해를 초래했을 것으로 본다. 천문학자들은 2002MN 크기의 소행성이 지구에 떨어질 가능성은 백 년에서 수백 년에 걸쳐서 한 번이고, 지름 1km 이상 소행성의 지구 충돌 가능성은 수백만 년에 한 번 꼴로 추정한다.

        (e) 유성(流星) 또는 작은 위성(satellite)

암석ㆍ먼지ㆍ얼음 덩어리 등으로서 수백만 개나 된다. 유성의 잔해가 지표에 떨어진 것을 운석(隕石)이라고 한다.

        (f) 혜성(彗星)

          ⓐ 긴 꼬리별을 가리키며, 현재 200개 이상 발견되고 있다.

ⅰ. 혜성은 탄소, 암모니아, 메탄 등의 기체와 먼지의 혼합체이다. 혜성은 대개 행성들보다는 작으며 태양을 공전한다. 대체로 공전 궤도가 기울어져 있다. 행성보다 태양에 더 가까이 다가가고 또 태양계 바깥의 우주 속으로 더 멀리 이동한다.

ⅱ. 매년 수 십 개의 혜성이 태양 주위를 돈다. 혜성이 태양에 접근하면 부분적으로 녹게 되며, 또한 몸체를 둘러싸고 있는 증기 구름과 꼬리가 생긴다. 혜성은 영속하는 것이 아니므로 언젠가는 태양계를 떠나거나 녹아서 분해된다. 그리하여 우주 속에 작은 먼지 무리로 있게 된다.

ⅲ. 헬리 혜성은 기원전 240년부터 시작해서 28회 궤도를 돈 것으로 관측되었다.

          ⓑ 혜성의 존재의 교훈.

ⅰ. 모든 물리적 물체는 한시적이며 천천히 사라져 간다는 것,

ⅱ. 천체는 하나님의 무한한 능력과 영광을 나타내 보인다는 것,

ⅲ. 해ㆍ달ㆍ혜성ㆍ다른 별들의 충돌 없는 정확한 움직임은 하나님께서 우주를 친히 다스리신다는 사실을 보여 주는 실증이 된다는 것 등이다.