" 태양계 해부 "
1. 태 양 계
고대로부터 우리 인류는 밤하늘의 별을 바라보며 살아왔다. 고대 천문학자들은 밝게 빛나는 별 사이로 천천히 움직이는 흐린 빛을 발견하고 이들을 행성(plnets)이라 명명하였는데 그 뜻은 하늘의 방랑자(wanderers)라는 의미를 가지고 있었다. 그리고 그 방랑자들에게 로마신화의 신 이름을 붙여주었다. 모든 신들의 왕인 쥬피터(Jupiter, 목성), 전쟁의 신인 마르스(Mars, 화성), 신들의 전령사 머큐리(Mercury, 수성), 사랑과 미의 신 비너스(Venus, 금성), 그리고 쥬피터의 아비저이자 농업의 신인 새턴(Saturn, 토성)이었다. 밤하늘을 관찰하던 고대인들은 별과 행성들 뿐만이 아니라 빛나는 꼬리를 길게 늘어뜨리고 밤하늘을 가르던 혜성도 보았는데, 그들은 이러한 혜성, 유성들이 하늘에서 떨어지는 거라고 믿었었다.
★ 태양계의 행성
망원경의 발명 이후, 우리 태양계에서 3개의 행성이 더 발견되었다. 그리스 신화의 우라누스(천왕성, Uranus, 1781), 로마신화의 바다의 신 (해왕성, Neptune, 1846), 그리스 로마 신화의 하계의 왕인 플루토(천왕성, Pluto, 1930)가 그것이다. <<참고, 천왕성은 2006년 IAU(International Astronomical Union, 국제천문학연맹) 총회때 행성의 지위를 잃음과 동시에 "왜소행성(dwarf planet)"이라는 지위를 얻었다>>
이와같은 행성들과 더불어, 우리 태양계에는 수 천개의 소행성과 혜성들이 존재한다. 대부분의 소행성들은 화성과 목성 사이의 공간에서 궤도를 돌고 있고, 혜성은 혜성의 고향이라 일컬어지는 오르트 구름(Oort Cloud)은 명왕성 너머에 자리하고 있다.
태양에 가까이 붙어있는 네 개의 행성은 수성, 금성, 지구 그리고 화성인데, 이들을 일컬어 지구형 행성이라고 한다. 그 이유는 모두 지구와 같이 단단한 암석형 표면을 가지고 있기 때문이다. 화성 궤도 밖으로 있는 커다란 네 개의 행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 거대 가스형 행성이라고 불리운다. 다만 작고, 멀리 떨어져 있는 명왕성은 비록 지구형 행성처럼 단단한 암석형 표면을 가지고 있지만 지구형 행성과 비교할때 훨씬 극저온의 표면상태를 지니고 있다.
★ 행성의 대기
우리 태양계의 거의 모든 행성들, 그리고 일부 몇 개의 위성들은 대기를 가지고 있다. 지구 대기의 경우 대부분이 질소와 산소로 구성되어 있다. 금성은 아황산 가스(sulfur dioxide)와 같은 치명적인 독성을 지닌 가스를 포함한 이산화탄소(carbon dioxide)로 이뤄진 얇은 대기를 가지고 있다. 화성의 이산화탄소 대기는 극도로 얇게 존재한다. 목성과 토성, 천왕성과 해왕성 역시 대기를 가지고 있는데, 그 구성성분은 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 명왕성의 경우는 조금 독특한데, 태양에 가까이 근접할 경우에만 얇은 대기층이 형성된다. 그러다 원래 궤도대로 태양과 멀어지게 되면 그 대기층은 얼어 붙어 명왕성 표면으로 가라앉게 된다. 이는 혜성에서 나타나는 일반적인 현상인데, 명왕성에서도 관찰되는 것이다.
★ 태양계의 위성들
태양계에는 144개의 알려진 위성(달로 불리워지는)이 존재한다. 이들 중 대부분은 인간이 행성탐사를 위해 보낸 탐사선에 의해 발견되었다. 토성의 타이탄과 같은 몇몇의 위성은 대기를 가지고도 있다. 또한 목성의 가니메데(Ganymede)의 경우에는 자기장까지 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 목성의 또 다른 위성인 이오(Io)는 우리 태양계에 있는 모든 행성과 위성들 중 가장 격렬한 화성활동이 일어나는 천체이다. 목성의 다른 위성인 유로파(Europa)의 얼어붙은 대지 밑으로는 거대한 바다가 존재하고, 가니메데에서는 지각운동마저 목격된다. 일부 위성들은 과거에는 태양계를 떠도는 소행성이었다가 근처의 강력한 행성의 중력에 붙잡혀 위성이 되기도 했다. 이렇게 위성化 된 소행성은 화성의 포보스와 데이모스, 목성의 7개의 위성, 토성의 포이베(Phoebe), 다수의 천왕성 위성들 그리고 해왕성의 네레이스(Nereid)도 과거에 소행성이었을 가능성이 높다.
★ 행성의 띠
1610년부터 1977년까지 오직 토성만이 띠를 가지고 있다고 알려졌었다. 하지만 이제는 그러한 띠가 목성과 천왕성, 그리고 해왕성에도 존재하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 물론 토성의 띠가 여전히 훨씬 규모가 크고 아름다운 것은 변함이 없다. 이러한 행성의 띠를 이루는 입자들은 그 크기가 먼지 크기에서부터 얼음 또는 바위로 된 집만한 크기까지 다양히 존재한다.
★ 행성의 자기장
대부분의 행성들 역시 자기장을 가지고 있는데, 이 자기장은 각 행성 주변 우주에 자기권(magnetosphere)을 형성하게 한다. 이러한 자기권은 행성과 함께 회전을 하는데, 이 때 그 주위에 있는 하전입자(charged particles)를 이리저리 쓸고 지나가게 된다. 태양 역시 자기장인 태양권(heliosphere)를 가지고 있다. 이 태양권은 우리 태양계 넘어서까지 멀리 영향력을 행사한다.
★ 천문학의 역사
고대 천문학자들은 지구가 우주의 중심이라고 믿었고, 태양과 모든 다른 별들이 지구를 중심으로 공전하고 있다고 믿었었다. 코페르니쿠스(Copernicus)는 처음으로 지구가 다른 행성들과 함께 태양을 중심으로 공전을 하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 그리고 조금씩 점진적으로 인류는 우주를 알아가면서 우리 인류는 한가지 질문에 집중적으로 궁금해 하고 있다. 저 우주 어디엔가 다른 생명체가 존재할까? 이 질문에 대한 대답은 아직까지는 요원하기만 하다. 왜냐하면 최근에서야 우리 태양계와 가까이에 있는 별을 돌고 있는 거대한 규모의 행성을 발견할 수 있는 도구를 만들었기 때문이다.
| 행성 | 국제천문학연맹에서 명명 | 이전에 명명 | |||
| 수성 | 0 | 0 | |||
| 금성 | 0 | 0 | |||
| 지구 | 1 | 0 | |||
| 화성 | 2 | 0 | |||
| 목성 | 49 | 13 | |||
| 토성 | 52 | 8 | |||
| 천왕성 | 27 | 0 | |||
| 명왕성 | 13 | 0 | |||
| 총 알려진 위성 수 : 144 | |||||
| 구분 | 국제천문학연맹에서 명명 | 이전에 명명 | |||
| 명명된 왜소행성 | 3 | 0 | |||
| 왜소행성 관찰 목록 | 6 | 6 | |||
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2. 태 양
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우리 태양계에 있는 유일한 항성, 별인 태양은 고대 이집트나 멕시코의 아즈텍 문명, 북아메리카 대륙의 원주민, 중국문명뿐만 아니라 전세계의 모든 종족, 민족에 걸쳐 신화적인 대상으로 끊임없이 회자되었었다. 수 많은 고대 문명은 태양과 달을 관찰하여 계절을 구분하고, 달력으로 삼으며, 일식과 월식을 예측하기 위해 거대한 바위 구조물을 설치하거나 암반의 형태를 변경시켰다. 이러한 건축물들은 우리 선조들이 얼마나 하늘에 대해서 관심을 가지고 있었는지에 대한 중요한 증거가 된다.
★ 태양
태양은 지구와 가장 가까운 별이다. 다시 말해 지구로부터 약 1억4960km(149,600,000km, 92,960,000mile)밖에 떨어져 있지 않다. 이 태양과 지구간의 거리는 천문학적으로 태양계 내부의 거리를 측정할때 사용하는 기준 거리로 사용되고 있다(1AU, Astronomical Unit). 이온화된 가스로 구성된 거대한 구체인 태양은 지구에 생명체가 존재할 수 있도록 엄청난 에너지를 끊임없이 전달해 준다. 식물에게 광합성을 할 수 있는 빛을 제공하여 산소를 생산케 하고, 죽어서는 인간이 사용할 수 있는 화석연료의 재료가 되는 것이다. 또한 태양과 지구간의 상호작용은 계절을 만들고, 조수의 간만차를 형성하며, 날씨와 기후에 결정적인 요소로 작용한다.
<태양 대비 지구의 크기>
★ 태양의 구조
태양의 질량은 지구보다 332,900배 크고 태양계 전체 질량의 약 99.86퍼센트를 차지한다. 태양의 중심에는 엄청난 압력과 고온 상태의 핵이 가스가 달아나지 않도록 강한 중력을 행사한다. 태양은 여섯 구역으로 구분할 수 있다. 우리가 눈으로 볼 수 없는 핵(core), 복사층(radiative zone), 대류층(convective zone)과 직접 확인이 가능한 광구(photosphere), 채층( chromosphere, 태양 광구면(光球面) 주위의 백열 가스층) 그리고 가장 바깥부분에서 엄청난 불기둥을 뿜어낸는 광관(光冠)이라 불리는 코로나(corona)가 있다.
★ 에너지
태양의 핵은 온도가 약 섭씨 1,500만도(화씨 2,700만도) 정도이다. 이 정도의 고온 상태가 항상 유지됨으로서 끊임없이 열핵융합(thermonuclear fusion)을 지속되고 있는 것이다. 핵에서 생산되는 에너지는 태양이 현 상태로 유지될 수 있게 함과 동시에, 지구에서 우리가 받는 빛과 열의 원천이 된다. 열핵융합으로 발생한 에너지는 약 170,000년 정도의 시간이 지나서야 복사층을 거쳐 대류층으로 나오게 된다. 이 과정중 온도는 대류층에서 약 섭씨 200만도(화씨 350만도) 이하로 떨어지게 되고, 뜨거운 플라즈마 상태의 거품(이온화된 핵의 수프)을 통해 태양 표면으로 에너지가 전달 된다.
★ 광구
태양의 표면인 광구는 약 500km(300마일) 정도의 두께를 가졌다. 이 광구로부터 대부분의 태양 복사 에너지가 우주로 방출되고, 그 후 약 9분이 지나서 우리 지구에서 그 빛을 보게 된다. 광구에 듬성 듬성있는 흑점(Sunspots)은 주변 지역보다 훨씬 차갑고, 강한 자기장이 형성되어 있는 어두운 부분이다. 광구의 온도는 약 섭씨 5,500도 (화씨 10,000도) 정도. 광구 위에는 얇은 두께의 채층과 코로나가 있다. 태양을 찍은 사진을 보면 태양 주변으로 흐릿한 빨간색으로 얇게 원이 보이는 것을 확인할 수 있는데 이것이 바로 채층이다.
<개기일식 때의 코로나 모습>
★ 풀리지 않은 수수께끼
광구 위부터는 고도가 높아질수록 온도도 높아지는데, 약 섭씨 200만도(화씨 350만도)까지 오른다. 그 이유는 아직 밝혀지지 않은 현대의 수수께끼이다. 아마도 그 해답은 SOHO(Solar and Heliospheric Observatory)나 태양 전체 표면을 감싸고 있는 자기장을 발견한 TRACE(Transition Region and Coronal Explorer) 미션을 통해 찾을 수 있을지도 모른다. 현재 과학자들이 추측키로는 이 자기장이 아마도 코로나의 높은 온도의 원인이 아닐까라고 의심하고 있다. 또다른 코로나의 특징으로는 급속히 냉각된다는 것이다. 열기를 잃음과 동시에 태양풍을 형성하게 되는데, 태양풍은 태양계의 끝까지 여행하는 하전입자의 흐름이다.
Sun: Facts & Figures | ||
최초발견 |
| 고대인 |
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최초발견일 |
| Unknown |
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반경 |
| 695,500 km / 432,200 miles |
과학적기수법:6.955x105km | ||
지구대비:109배 | ||
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둘레 길이 |
| 4,379,000km/ 2,715,000 miles |
과학적기수법:4.36x106km | ||
지구대비:109배 | ||
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| |
부피 |
| 1,412,200,000,000,000,000km3 |
/ 2.7403x1017mi3 | ||
과학적기수법:1.412x1018km3 | ||
지구대비:1,300,000배 | ||
|
| |
질량 |
| 1,989,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg |
/4,385,000,000,000,000,000,000,000,000,000lbs | ||
과학적기수법:1.989x1030kg | ||
지구대비:332,900배 | ||
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밀도 |
| 1.409 g/cm3 |
지구대비:0.255배 | ||
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표면적 |
| 6,087,799,000,000 km2 |
/ 2,347,000,000,000 square miles | ||
과학적기수법:6.0877x1012km2 | ||
지구대비:11,990배 | ||
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| |
적도표면중력 |
| 274.0m/s2/ 899.0 ft/s2 |
과학적기수법:2.740x102m/s2 | ||
지구대비:28배 | ||
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| |
중력탈출속도 |
| 2,223,720 km/h / 1,381,760 mph |
과학적기수법:6.177x105m/s | ||
지구대비:55배 | ||
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자전기간 |
| 25.38지구일 |
(하루의길이) | ||
609.12시간 | ||
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최저/최고표면온도 |
| 5,500 °C / 10,000 °F |
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유효온도 |
| 5504 °C / 9939 °F |
과학적기수법:5777K | ||
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추가정보: | ||
스펙트럼형:G2VLuminosity:3.83x1033ergs/sec. | ||
나이:46억년 | ||
구성:92.1%수소,7.8%헬륨 | ||
회합주기:27.2753days | ||
적도자전주기:26.8days | ||
극자전주기:36days | ||
인근별에대한상대속도:19.7km/s | ||
지구와거리:14,960만km(92.96millionmi)(1astronomicalunit) | ||
태양상수(TotalSolarIrradiance):1.365-1.369kW/m2 | ||
- 태양계 이미지 1
1. 태양계 행성들의 크기
목성의 직경은 지구의 11배이고, 태양은 목성의 10배의 직경을 가지고 있다. 명왕성은 지구보다 약 1/5 정도가 작은 직경을 가지고 있다. (참고, 이 그림은 행성들의 크기를 표현한 것일뿐, 거리는 적용하지 않았다.)
2. 나안으로 관측 가능한 행성들의 궤도
이 그림은 나안으로 볼 수 있는 7개의 행성들의 궤도를 보여준다. 여기에 표시된 모든 행성들은 거의 원을 그리며(약간은 타원형) 운동을 하고 지구와 거의 같은 선 상에서(같은 황도면) 궤도 운동을 한다. 그렇기 때문에 모든 행성들에 대한 '식(蝕)' 현상 발생하는 것이다.
3. 외부 행성들의 궤도
이 그림 역시 각 행성들에 대한 궤도 크기를 상대적으로 표현했다. 위에서 소개한 다른 행성들 처럼 지구 외곽에 위치한 대부분의 행성 역시 같은 궤도면에서 거의 원의 궤적을 그리며 운동을 하고 있지만, 오직 하나 명왕성만이 눈에 띌 정도로 큰 타원형 운동을 한다.
4. 지구형 행성의 대략적 궤도
이 그림은 지구형 행성들의 태양과의 거리를 비율에 맞춰 축소해 놓은 것이다.
5. Solar Sphere
태양풍이 태양계와 그 너머까지 전달되는 과정을 도식적으로 보여준다.
Termination Shock(말단 충격파 영역) : 태양으로부터 시작된 태양풍이 흘러가다, 별 사이에 있는 가스의 압력으로 인해 속도가 갑자기 느려지는 곳
Heliosheath(태양계 황야) : Termination Shock 너머에 위치한 태양계의 경계 공간. Heliosheath는 광대한 공간으로서 태양풍이 갑자기 급류를 형성하고 뜨거워지는 현상이 발생한다. 현재 보이저 1호가 Heliosheath 경계를 넘어서고 있다.
이 곳을 넘어서면 성간풍(interstellar wind)과 Heliosheath 가 충돌하여 Heliosheath가 기다란 눈물 형태로 변형되면서 Bow Shock(선두 충격파 영역)을 만들게 된다.
참고로 heliopause는 태양권계면을 heliosphere 는 태양권을 말한다.
6. 태양권의 다른 이미지
태양풍의 속도는 초속 7~8백 킬로미터(지구에서의 속도로는 약 시속 백만마일)
7. 다른 사진들
수성은 Mariner 10, 금성은 마젤란호, 지구와 달은 갈릴레오호, 화성은 Mar Global Survey호, 목성은 카시니호, 토성과 천왕성, 해왕성은 보이저호가 촬영한 실제 이미지 입니다. 여기서 명왕성은 없는데, 아직까지 어떠한 탐사선도 명왕성 근처에서 선명한 이미지를 촬영하지 못했기 때문입니다.
8. 스톤헨지와 행성들
(수성, 금성, 화성, 목성, 금성이 있다고 하는데, 더 정보가 없어서 어떤게 어떤건지는 잘 모르겠네요.)
- 태양계 이미지 2
1. STEREO가 촬영한 자외선 3D 이미지
참고로 STEREO 탐사 위성은 2006년 10월에 발사된 쌍둥이 위성으로서 하나는 지구 공전 궤도 앞에서, 다른 하나는 지구 공전 궤도 뒤에 위치하여 지금까지는 볼 수 없었던 태양의 3D 이미지를 제공하고 있다.
2. 코로나 고리
TRACE 탐사위성으로 촬영한 코로나 고리. 광구보다 수 백배 뜨거겁다.
3. 일식
Texas의 Edinburg에서 촬영한 일식장면
4. 최초로 촬영된 태양 이미지
1845년 4월 2일 French physicists Louis Fizeau (1819-1896) and Lion Foucault (1819-1868)에 의해 다게레오 타입으로 촬영된 최초의 태양 이미지. 원판은 지름 12cm의 작은 사진이었는데, 1961년 4월 2일 약간의 수정을 거쳐 다시 발표하였다.
5. 금성과 국제우주정거장
슬로바키아의 한 작은 시골 마을에서 지난 2004년 6월 8일에 Tomas Maruska 가 촬영한 사진. 이렇게 찍을 수 있는 경우는 매우 드물다. 특히 국제 우주 정거장이 태양을 지나가는 순간은 말 그대로 '순간'이기 때문이다.
6. 수성 횡단
SOHO가 촬영한 수성의 태양 통과 장면.
7. 금성 횡단
TRACE가 2004년 6월 8일에 촬영한 금성의 태양 통과 장면. 지난번에는 1882년에 금성 횡단이 있었고, 다음 횡단은 2012년에 예정되어 있다.
3. 수 성
<마리너 10호가 1974년 3월 24일 찍은 최초의 수성 사진>
High Resolution : PIA00437.tif (6.034 MB)
Medium Resolution : PIA00437.jpg (1.056 MB)
★ 수성의 특징
수성도 태양계의 다른 행성들과 마찬가지로 타원형의 공전궤도를 돈다. 태양과 가장 근접했을때의 거리는 약 4,700만km(2,900만 마일)이고, 가장 멀 때는 7,000만 km(4,300만 마일) 정도이다. 수성이 태양과 가장 가까운 최근접점에 다다랐을때 수성에서 태양을 보면, 지구에서 보는 태양보다 3배 이상 크다. 수성의 낮동안의 표면 온도는 무려 섭씨 430도(화씨 800도)에 이른다. 또한 수성에는 낮동안 받았던 열기를 보관할 수 있는 대기가 없기 때문에 밤에는 섭씨 영하 170도(화씨 영하 280도)까지 떨어진다.
★ 통과(transit)
수성은 태양에 너무 가까이 있기 때문에 황혼녘이나 여명일때를 제외하고 지구에서 수성을 직접 관찰하기에는 무척이나 어렵다. 하지만 매 1세기동안 13차례에 걸쳐 간접적으로 태양을 가로질러 운행하는 수성을 관찰할 수는 있다. 이를 천문학적으로는 통과(transit)라 한다. 수성의 이러한 통과는 매년 5월 8일부터 11월 10일 사이에 약 예닐곱차례 발생한다. 최근의 수성의 태양 통과의 기록을 보면 21세기 최초의 통과는 지난 2003년 5월 7일이었고, 두 번째는 2006년 11월 8일에 있었다.
★ 자전, 공전
한때 천문학자들은 수성은 항상 한쪽 면만이 태양을 향하고 있을 것이라고 생각했었다. 그러나 1965년에 매 두 번의 공전에 세 차례의 자전이 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 수성은 약 88일에 한 번씩 태양을 돈다. 거의 초속 50km(31마일) 정도 되는 속도로 태양 주위를 돌고 있다는 것이다. 이는 태양계에 존재하는 다른 어떤 행성보다 훨씬 빠른 속도이다. 수성에서의 하루는 지구의 58.646일 정도된다.
★ 대기
대기라고 하기엔 미흡하지만, 수성에도 강한 태양풍과 미세소유성체(micrometeoroids)에 의해 표면에서부터 튕겨져 나간 원자들로 이뤄진 얇은 '외기권'(대기권 중 고도 약 1,000km 이상)이 존재한다. 수성의 높은 표면 온도로 인해 원자들은 급속히 우주 밖으로 발산되고 외기권에 이르러서야 그나마 안정되게 존재할 수 있게 되기 때문이다. 그렇다고 태양계의 다른 행성에서처럼 수성 표면을 태양풍과 떨어지는 유성으로부터 보호할 정도는 결코 아니다.
★ 표면
수성의 표면은 수많은 유성 충돌로 만들어진 크레이터들이 존재하는 지구의 달과 매우 흡사하다. 하지만 역시 수성에도 부드러운 대지가 있긴하다. 수백마일에 달하는 절벽도 있고, 하늘 높이 치솟은 언덕도 있다. 대부분 이러한 지형적 특징은 초기 지각의 수축활동에 의해 생성된 것으로 보인다. 수성에서 가장 눈에 띄는 Caloris Basin은 그 직경이 약 1,300km(800마일)이나 된다. 태양계 생성 초기에 거대한 소행성과의 충돌에 의해 만들어진 것으로 추측하고 있다. 수성은 앞으로 5억년 후에는 그 반지름이 약 1~2km(0.6~1.2마일) 정도로 수축될 것이다. 외부 지각은 단단히 뭉쳐져 내부의 마그마가 흘러나오지 못하게 할 것이고, 그렇게 지질학적인 활동을 마무리 할 것이다.
< 수 많은 크레이터로 뒤덮인 수성의 남극 >
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Medium Resolution : PIA02941.jpg (20.02 kB)
★ 크기
모두가 아시다시피 수성은 태양계에서 가장 작은 행성이다. 수성보다 작은 태양계의 천체는 오직 명왕성 같은 왜소 행성(dwarf planet) 밖에 없다. 수성의 밀도는 지구 다음으로 높다. 수성 반지름의 75% 정도에 이르는 반지름 약 1,800~1,900km(1,100~1,200마일) 크기의 철 성분으로 구성된 핵을 보유하고 있기 때문이다. 지구의 맨틀과 대치되는 수성의 부분은 겨우 500~600km(300~400마일)정도의 두께 밖에 되지 않는다. 수성의 자기장은 지구의 축소형이라고 알려져 있지만, 그 세기에 대해서는 아직 자세히 알려지지 않고 있다.
★ 탐사
지금까지 오직 한 대의 탐사선만이 수성을 관찰했다. 바로 마리너 10(Mariner 10)이다. 단 한 번이었지만 그 성과는 괄목할 만한 것이다. 마리너 10호는 수성 표면의 45퍼센트 정도를 사진으로 남기는데 성공했다. 1991년에 천문학자들은 레이더 관측을 통해 어쩌면 수성에도 극지방의 크레이터 깊은 안쪽에 얼음으로 된 물이 존재할지도 모른다고 생각하게 되었다. 왜냐하면 그 지역은 영구히 추운 지역으로서 항상 섭씨 영하 212도(화씨 영하350도)를 유지하기 때문이다. 또한 물의 기원 역시 우주에서부터 떨어지는 유성과 혜성을 통해 얼음이 유입될 수도 있고, 수성 내부의 수증기가 극지방에서 유출되면서 얼어붙을 수도 있는 등 그 가능성은 매우 높은 편이다.
★ 향후 탐사
현재 나사는 수성을 탐사하기 위한 많은 미션을 수행중에 있다. 또한 앞으로도 많은 미션을 준비중에 있는데, 그중 MEcury Surface, Space ENvrionment, Geochemistry, 그리고 Ranging(MESSENGER) 은 앞으로 2011년 3월부터 수성의 위성 궤도를 돌면서 행성의 구성과 핵의 구조 또한 자기장, 극지방의 원소 등 과학적으로 중요한 지역을 관찰, 조사할 예정에 있다.
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과학적 기수법 : 4.600 x 107 km (0.3075 A.U.) 지구와의 상대 비교 : 0.313 과학적 기수법 : 6.982 x 107 km (0.4667 A.U.) 지구와의 상대 비교 : 0.459 x Earth 과학적 기수법 : 2.4397 x 103 km 지구와의 상대 비교 : 0.3825 x Earth 과학적 기수법 : 1.53291 x 104 km 과학적 기수법 : 6.08272 x 1010 km3 지구와의 상대 비교 : 0.054 x Earth's 과학적 기수법 : 3.3022 x 1023 kg 지구와의 상대 비교 : 0.055 x Earth's 지구와의 상대 비교 : 0.984 x Earth 과학적 기수법 : 7.48 x 107 km2 지구와의 상대 비교 : 0.108 x Earth 지구와의 비교 : 지구에서 몸무게 100파운드라면, 수성에서는 38파운드 과학적 기수법 : 4.25 x 103 m/s 지구와의 비교 : 지구는 25,022 mph 1407.5 지구시 지구와의 상대 비교 : 58.64 x Earth 87.97 지구일 지구와의 비교 : 0.241 x Earth 과학적 기수법 : 47,872.5 m/s 지구와의 상대 비교 : 1.61 x Earth 과학적 기수법 : 3.56 x 108 km 지구와의 상대 비교 : 0.385 x Earth 과학적 표기법 : 100/700 K 지구와의 상대 비교 : 지구의 온도 분포 범위는 185/331 K
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| 추가 정보 : 어원 : 로마신화로부터 유래 연속적 낮 일수: 175.97 일 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mercury: Facts & Figures |
- 수성이미지
1. 마리너 10호 이후 30년 만에 처음으로 찍은 고화질 수성 이미지
지난 1974년 1975년, 마리너 10호의 세차례에 걸친 수성 근접 비행(flyby) 때 수성을 촬영한 이후 MESSENGER가 지구로 보내온 최고화질의 수성 실제 컬러 이미지. 메신저호에 탑재된 WAC(Wide Angle Camera)가 촬영한 세 개의 이미지를 조합해서 만들었다.
2. 수성의 표면(2008.01.14)
메신저호가 근접촬영한 고화질의 수성 표면. 메신저호의 MDIS(Mercury Dual Imaging System) 에 탑재된 Narrow-Angle Camera 가 촬영한 이미지. 지난 마리너 10호 미션때도 이 지역을 촬영했었는데, 그 때 왼쪽 오른족 어두운 부분의 2중 크레이터에 이탈리안 작곡가 비발디의 이름을 따서 붙였었다. 바깥 크레이터의 직경이 약 200km 정도이다.
3. 최초로 목격된 수성의 이면(2008.01.15)
수성의 27,000km 상공에서 메신저호가 촬영한 이미지. 30년전 마리너10호가 촬영할 당시에는 이 모든 부분이 태양을 마주보고 있어서 절반면에 대한 상세 정보는 얻지 못했었다. 결국 메신저호에 의해 이전까지는 보지 못했던 수성을 관측하는데 성공하였다.
4. 황도면의 행성들
달 뒤에 해무리가 보인다. 그 옆으로 보이는 흐릿한 점들은 오른쪽으로부터 토성, 화성, 수성이다. 태양계의 모든 행성은 이 황도면 상에 위치한다.태양 뒷면의 달이 밝게 보이는 이유는 지구 반사광(Earthshine) 때문이다.
5. Discovery Rupes
Discovery Rupes라 명명된 대단층. 수성이 식어가면서 지각의 수축활동에 의해 생성된 것으로 알려져 있다.
6. Caloris Basin
태양계에서 가장 큰 분지 중 하나인 Caloris Basin이다. 마리너 10호가 촬영한 것으로, 왼쪽으로 잘린 나머지 부분은 아직까지 관찰되지 못했다. 이 분지는 직경이 1,300km를 넘는 것으로 알려져 있다. 이와 비슷한 규모의 분지는 달에 있는 Imbrium Basin (직경 1,100km)이 있다.
<1974.03.28 촬영>
7. Hot Shot
2003년 3월 7일 SOHO가 촬영한 수성과 태양. 윗쪽의 검은 점이 수성이다.
8. 마리너 10호가 찍은 수성 이미지
<1974.3.29, 크레이터 위에 크레이터가 생성되었다> <300km가 넘는 대단층 1974.9.27에 촬영하였다.>
9. Colorful Mercury
10. Brahms Crater(1974.03.30)
4. 금 성
<1979년 Pioneer Venus호가 자외선으로 촬영한 금성의 대기>
금성을 처음 보게 되면, 지구의 쌍둥이쯤으로 보인다. 이 두 행성은 그 크기와 질량, 구성 그리고 태양으로부터의 거리까지도 매우 흡사하다. 그러나 두 행성간의 유사성은 이것이 전부이다. 금성에는 대양이 없다. 대신에 짙고 빠르게 회전하는 구름만이 금성을 둘러싸며 내부의 열기가 빠져나가지 못하게끔 온실효과를 유발하고 있다. 따라서 금성 표면은 납을 녹일 정도로 뜨겁고, 압력은 지구 해저 900미터에서의 압력과 같다. 금성의 대기는 열기를 가둘 뿐만이 아니라, 태양에서 발산되는 빛과 열을 반사하기도 한다. 그렇기 때문에 금성이 밤하늘에서 가장 빛나는 것이다.
★ 탐사
이렇게 금성의 특징을 부여하는 특유의 두꺼운 대기로 인해 금성 표면을 직접 관찰하기에는 매우 어렵다. 하지만, 인류의 시도는 이 난관에 굴하지 않고 끊임없이 금성의 비밀을 풀기 위해 도전하고 있다. 나사의 마젤란 미션은 레이더를 통해 금성의 표면을 이미지화 했고, 갈릴레오호는 적외선을 통해 금성의 중간층의 구름대를 조사했다.
★ 통과현상
수성과 마찬가지로 금성도 태양을 가로지르는 통과현상(transit)을 발생시킨다. 그 주기는 100년에 약 2회 정도로서, 망원경이 발명되면서 관측된 금성의 통과현상은 1631, 1639, 1761, 1769, 1874, 1882 그리고 최근에는 2004년 6월 8일에 관측되었다. 이 다음 발생 예정일은 2012년 6월 9일이다.
★ 대기
금성의 대기는 주로 이산화 탄소로 이루어져 있고 그 표면으로는 황산비(sulfuric acid)가 떨어지고 있다. 아주 극소량의 수분이 대기에서 발견되기도 한다. 앞서도 밝혔듯이 금성의 두꺼운 대기는 태양에서 받은 열기를 가두는 온실효과를 유발함으로서 금성 표면이 섭씨 470도(화씨 880도)에 이르게 하는 주된 요인으로 작용한다. 나사는 금성 표면을 조사하기위해 탐사선을 착륙시켰었는데 불과 몇시간 그 기능을 유지하지도 못했다. 물론 그 이유는 금성의 높은 온도 때문이었다.
<1982.03.01. 금성 표면 Phoebe Regio 지역에 착륙한 Venera 13 Lander에 의해 촬영된 170도 각도의 파노라마 이미지. 이 착륙선은 2시간 7분동안 금성 표면에 머물면서 14장의 이미지를 촬영하여 지구로 전송하였다.>
★ 주기
금성의 1년은 지구의 약 225일이고, 자전주기는 지구의 약 243일로서, 금성의 하루는 약 지구의 117일이다. 금성은 지구와 달리 거꾸로, 동쪽에서 서쪽으로 회전을 한다. 즉, 금성에서는 태양이 서쪽 지평선에서 떠 동쪽 지평선 아래로 진다. 금성이 태양 주위로 궤도 운동을 하면서 역방향으로 자전을 하기때문에, 금성의 대기는 매 4 지구일에 한번씩 엄청난 허리케인급 광풍에 휩쓸리며 금성을 순환한다. 여기에 대한 - 금성 대기의 '대회전(super rotation)'이 어떻게 형성되는지, 또한 어떻게 지속되는지에 대한 궁금증은 아직 풀리지 않고 미지로 남겨져 있다.
★ 표면
최근의 조사에 따르면 금성 표면의 약 90퍼센트는 응고된 현무암인 것으로 밝혀졌다. 이 사실로 미루어볼때 과거 3억~5억년 전에 활발한 화산활동으로 인해 금성표면이 용암으로 뒤덮였다는 사실을 추론할 수 있다.
금성 대기에서 매우 흔한 황산 역시 화산 활동의 결과물로 보여진다. 부식성이 강한 화학물질과 밀도가 높고 빠르게 움직이는 대기가 만남으로서 금성 표면의 풍화 침식작용은 그칠 수가 없다. 금성 표면을 촬영한 레이더 이미지를 보면, 바람에 의해 만들어진 지형과 거대한 사구를 확인할 수 있다. 금성에는 1.5~2km이하의 크레이터는 존재하지 않는다. 이 역시 두터운 금성의 대기 때문이다.
대신 분화구 직경이 20km보다 큰 화산이 1,000개도 넘게 있어서 다른 행성과는 다른 지질적 장관을 만든다. 화산활동에 따른 용암의 흐름은 수백킬로미터 뻗어나가는 길면서도 꾸불꾸불한 지형을 만들었다. 또다른 금성의 지질적 트징으로는 두개의 높은 고지를 들 수 있다.
호주대륙만한 크기의 Ishtar Terra는 북극지역에 있고, 남미대륙만한 Aphrodite Terra는 적도를 따라 10,000km 정도 뻗어 있다. Ishtar Terra 동쪽 끝자락에 자리잡은 금성에서 가장 높은 산인 Maxwell Montes는 지구의 에베레스트산과 비견될만 하다.
호주대륙만한 크기의 Ishtar Terra는 북극지역에 있고, 남미대륙만한 Aphrodite Terra는 적도를 따라 10,000km 정도 뻗어 있다. Ishtar Terra 동쪽 끝자락에 자리잡은 금성에서 가장 높은 산인 Maxwell Montes는 지구의 에베레스트산과 비견될만 하다.
★ 핵
금성의 내부에는 반경 3,000km 정도의 철로된 핵이 있다. 그럼에도 불구하고 금성에는 지구에서 처럼 자기장이 없다. 그 이유는 아마도 금성이 너무나 느리게 자전하기 때문에 자기장을 형성하지 못하는 것으로 알려져 있다.
Venus: Facts & Figures | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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과학적 기수법 : 1.0820893 x 108 km (.723332 A.U.) 지구와의 상대 비교 : 0.723 x Earth 과학적 기수법 : 1.07476 x 108 km (0.718 A.U.) 지구와의 상대적 비교 : 0.730 x Earth 과학적 기수법 : 1.08942 x 108 km (0.728 A.U.) 지구와의 상대 비교 : 0.716 x Earth 과학적 기수법 : 6.0518 x 103 km 지구와의 상대 비교 : 0.9488 x Earth 과학적 기수법 : 3.8025 x 104 km 과학적 기수법 : 9.284 x 1011 km3 지구와의 상대 비교 : 0.88 x Earth's 과학적 기수법 : 4.8685 x 1024 kg 지구와의 상대 비교 : 0.815 x Earth 지구와의 상대 비교 : 지구와 유사 과학적 표기법 : 4.602 x 108 km2 지구와의 상대 비교 : 0.902 x Earth 지구와의 상대 비교 : 지구에서 100파운드면 금성에서는 91파운드 과학적 기수법 : 1.036 x 104 m/s 지구와의 상대 비교 : 0.927 x Earth -5832 지구시간(역회전) 지구와의 상대 비교 : 244 x Earth 224.7 지구일 지구와의 상대 비교 : 0.615 x Earth 과학적 기수법 : 35,021.4 m/s 지구와의 상대 비교 : 1.176 x Earth 지구와의 비교 : 7.56 x Earth 과학적 기수법 : 6.753 x 108 km 지구와의 상대 비교 : 0.731 x Earth 과학적 기수법 : 735 K 과학적 기수법 : CO2, N2 지구와의 상대 비교 : 지구의 대기는 주로 N2 와 O2 로 구성되어 있다. 금성의 CO2 는 온실효과의 주 원인이 된다. 질소는 지구 대기의 80퍼센트를 차지하고 DNA를 구성하는 주요 원소이다.
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- 금성 이미지
1. 금성의 태양 통과
지난 2004년 6월 8일에 TRACE 탐사 위성이 촬영한 금성의 태양 통과 이미지. 지난번 통과 현상 발생은 1882년에 있었고, 다음 발생년은 2012년이다.
2. Maat Mons의 3D 입체 이미지(1992.04.22)
컴퓨터로 재편집한 이미지. 관측시점은 고도 3km에서 Maat Mons로부터 북쪽으로 634km 떨어진 곳이다.
Maat Mons는 이집트 신화에서 진실과 정의의 신의 이름을 따 명명되었다.
3. Venera 10 Lander 가 촬영한 다른 금성 표면 사진(1975.10.25)
4. Phoebe Regio 지역의 화산(1992.11.11)
마젤란 호가 촬영한 열분포 이미지. 붉은색은 높은 복사율을, 푸른색은 낮은 복사율을 나타낸다.
5. Themis Regio의 신성
마젤란 위성이 촬영. 금성에는 이러한 형태의 nova가 약 50개가 존재한다. 이 이미지의 nova는 직경 약 250km 정도이다.
6. Venera 10 위성 착륙 지점
정확한 착륙지점은 알 수가 없지만 대략적으로 Beta Regio의 남동쪽 끝자락이 아닐까 추정하고 있다. 이 이미지의 중심이 바로 그곳이다.
7. Wheatley Crater
마젤란호가 촬영한 직경 72km의 크레이터
8. 태양계 다른 천체와의 크레이터 비교
9. 허블 우주망원경이 촬영한 금성(1995.01.24)
10. 갈릴레오가 촬영한 금성(1990.2.14)
5. 지 구
<스칸디나비아 반도의 덴마크와 영국을 보여주는 2004년도에 SMART-1이 촬영한 이미지>
우리 인류가 살고 있는 지구는 놀라울 정도로 다양한 생명체가 존재할 수 있는, 현재까지는 유일한 행성이다. 우리가 생존하는데 필요한 모든 것은 아무것도 없는 무의 우주 공간과 지구를 분리해 주는 적당한 밀도의 대기 아래에 모두 갖추어져 있다. 지구는 종종 예측할 수 없을 정도로 매우 복잡하고 상호작용적인 시스템으로 구성되어 있다. 공기, 물, 대지, 그리고 인류를 포함한 생명체들은 서로에게 커다란 영향을 미치며 쉼없이 이 세상을 변화시킨다. 그리고 이러한 사실을 인간은 탐구하고 있다.
이러한 탐구 활동 과정중 인류의 시야을 크게 넓히는 계기가 있었는데, 바로 우주에서 우리 지구를 바라볼 수 있게 된 것이다. 우주에서 바라보게 됨으로서 우리 인간은 지구에 대해서 그동안 알 수 없었던 많은 사실을 알게 되었다. 지금도 전세계 수많은 과학자들은 함께 또는 단독으로 지구의 비밀을 풀기위해 부단히 노력하고 있다.
★ 지구
그러한 연구와 관찰을 통해 우리 행성에 대한 약간의 사실을 알 수 있었다. 예를 들자면, 지구는 태양으로부터 세번째 위치한 행성이고, 태양계에서 5번째로 큰 천체라는 것과, 지구의 직경은 금성보다 수 백 킬로미터 더 크고, 사계절은 지구의 자전축이 23도 이상 기울어져서 발생하는 것 등등이다.
또한, 수심 4km 정도되는 대양이 지구 표면의 약 70퍼센트를 덮고 있고, 액체상태의 물이 존재할 수 있는 일정한 온도(0도에서 100도 사이)가 유지되고 있다. 이렇게 액체 상태로 물을 유지시킬 수 있는 온도 범위는 우리 태양계의 다른 행성들의 온도 범위와 비교해 볼때 매우 좁은 영역의 폭이라고 할 수 있다. 또한 물의 존재와 수증기 상태의 물은 우리 지구의 기후를 결정하는데 매우 큰 영향을 끼치기도 한다.
★ 대기
표면 근처에서의 대기는 약 78퍼센트의 질소와 21퍼센트의 산소 그리고 약 1퍼센트의 기타 원소로 구성되어 있다. 이러한 대기의 성분이 지구의 장기간에 걸친 기후와 단기간에 걸친 지역별 기후를 결정하며 또한 태양에서 쏟아져 내리는 유해한 방사능을 차단하기도 한다. 물론 유성같이 우주에서 지구로 떨어지는 크고 작은 천체들을 지구 표면에 닿기도 전에 불태워 없애버리는 것은 두말할 필요도 없다. 또한 인공위성을 통한 최근의 연구조사 결과에 따르면 상층부에 있는 대기는 낮에는 크게 팽창했다가 밤에는 수축된다는 사실도 밝혀냈다.
★ 자기장
지구 내부에 용액상태의 니켈과 철로 이루어진 핵은 매우 빠른 속도로 회전하고 있다. 그 결과 지구 주변에 강력한 자기장이 형성되는데, 태양풍의 영향을 받아 한쪽 방향(태양 반대 방향)으로 길죽한 형태의 눈물 모양의 형태를 띄게 된다. 태양풍은 태양에서 발산되는 하전입자들의 연속적인 흐름이다. 태양과 가까이 위치한 지구의 특성상 태양풍의 영향을 많이 받기는 하지만, 그렇다고 자기장의 형태가 와해된다거나 우주 속으로 사라지지는 않는다. 오히려 아주 분명한 경계를 가지고 있으며 지구를 보호하는데 큰 역할을 담당한다. 태양에서 발산된 하전입자가 지구의 자기장에 걸려들게 되면, 지구의 극지방에서 공기 분자와 충돌하게 되는데, 이것이 바로 오로라의 발생시키는 원인이 된다.
<1994년 우주 유영을 하고 있는 우주인 Mark Lee>
★ 지각
지구의 지각 역시 핵과 마찬가지로 고정되어 있지 않고 움직인다. 북미대륙의 경우 지금도 계속해서 서쪽 태평양쪽으로 거의 손톱이 자라나는 속도로 이동하고 있다. 지각의 이러한 이동성이 지진의 원인이 되기도 하는데, 산이 붕괴되고 땅이 갈라지는 등의 활동이 같은 이유에서 발생한다. 이러한 활동을 연구하는 학문을 구조지질학(tectonics)이라 한다.
구조지질학이 탄생된지는 불과 30년 밖에 되지 않았지만, 지각 운동에 대한 광범위한 이해를 이끌어냄으로서 우리 지구를 이해하는데 매우 큰 영향을 주었다.
구조지질학이 탄생된지는 불과 30년 밖에 되지 않았지만, 지각 운동에 대한 광범위한 이해를 이끌어냄으로서 우리 지구를 이해하는데 매우 큰 영향을 주었다.
Earth: Facts & Figures | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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과학적 기수법 : 1.4959789 x 108 km (1.000 A.U.) 과학적 기수법 : 1.471 x 108 km (0.983 A.U.) 과학적 기수법 : 1.521 x 108 km (1.017 A.U.) 과학적 기수법 : 6.37814 x 103 km 과학적 기수법 : 4.0075 x 104 km 과학적 기수법 : 1.0832 x 1012 km3 과학적 기수법 : 5.9737 x 1024 kg 과학적 기수법 : 5.100657 x 108 km2 과학적 기수법 : 11,180 m/s 과학적 기수법 : 29,785.9 m/s 과학적 기수법 : 9.243757 x 108 km 과학적 기수법 : 185/331 (min/max) K
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- 지구이미지
1. Burning Mountain
아프리카 나미비아의 Namib Desert 에 위치한 일명 '불타는 산'인 Daures.
약 1억 2천만년 전에 하나의 거대한 화강암 덩어리가 땅을 뚫고 솟아나서 생성된 매우 특이한 지형 구조. 주변 기후에도 영향을 줄 정도로 거대한 규모를 자랑한다.
2. 두번째의 '창백하고 푸른 점'(2006.09.15)
나사의 보이저 1호가 해왕성을 지나면서 지구를 촬영한 이미지 '창백하고 푸른 점(Pale Blue Orb)'를 기억하고 있는가. 그때는 너무나 멀고 또 기술적인 한계로 인해 지구를 분명히 구분하는데에는 약간의 어려움이 있었다.
이제 한층 진일보한 기술로 인해 정말로 창백하고 푸른 점의 지구를 확인할 수 있다. 이 사진은 토성과 목성을 조사하고 있는 카시니호가 토성의 띠 너머로 보이는 지구를 촬영한 이미지이다.
4. 달 그림자가 비치는 지구(2006.03.29)
지구 상공 230마일 위 국제우주정거장에서 촬영한 일식이 일어날때의 지구 모습이다. 터키와 지중해가 보인다.
5. 홍해의 모래폭풍(2005.05.13)
지구 관찰 위성 MODIS가 촬영한, 이집트와 사우디아라비아 그리고 홍해에 걸쳐 몰아치고 있는 모래폭풍의 모습.
6. 허리케인
<허리케인 Ivan, 2004.09.11>
<허리케인 Charley, 2004.08.13>
7. 태양계에 존재하는 위성의 비교
8. 처음으로 달과 지구가 동시에 촬영된 이미지(1977.09.18)
이 사진은 보이저호가 지구로부터 약 1,166킬로미터 밖에서 촬영한 것이다. 동시에 지구와 달이 하나의 사진에 담긴 것은 이 사진이 처음이었다.
9. 화성에서 지구 찾기(2004.03.08)
이 사진은 달 이외의 다른 행성 표면에서 지구를 촬영한 최초의 이미지이다. 화성 탐사선 스피릿호가 63 화성일때에 미션 수행 중에 촬영했다.
10. 우주에서 보는 떠오르는 달(2003.01.26)
우주왕복선 컬럼비아호에서 촬영한 멋진 장관. 컬럼비아호는 이 사진을 촬영하고 2월 1일 지구로 귀환하는 중 작은 결함으로 인해 폭파되어 탑승했던 승무원들과 함께 우주탐사 역사 뒤로 영원히 사라졌다.
- 지구이미지 2
1. 남극에서 외계 물질 찾기
남극에서 유성의 흔적을 찾고 있는 탐사대원들과 유성이 유난히도 많이 발견되었던 장소를 보여주는 그림.
2. 달 위에서 촬영한 지구
나사의 탐사위성 클레멘타인이 달의 북극에서 촬영한 이미지로서, 앞에 보이는 크레이터는 Plaskett Crater 이다.
3. Manicouagan Reservoir
캐나다 퀘벡주에 있는 독특한 모양의 저수지. 지구 형성 과정 중 거대한 유성의 충돌로 인해 형성된 것으로 알려져 있다. 저수지의 직경은 100km에 이른다.
4. 지구의 크기
태양과 비교할때의 지구의 크기
5. 지구와 달
Mars Express가 800만km 밖에서 촬영한 지구와 달의 모습
6. 공룡 대 멸종의 주범
7. 환상적인 오로라
1991년 자기장의 활동이 피크에 다달았을때 우주왕복선에서 촬영한 오로라의 환상적인 모습.
8. Home(1990.02.14)
약 40억마일 밖에서 보이저1호가 촬영한 지구의 이미지. 사진에서 지구 '점'의 크기는 불과 0.12픽셀정도밖에 되지 않을 정도로 작다. 지구와 태양이 가까이에 위치해서 주변으로 약간 밝게 빛나고 있다.
9. 보이저1호가 촬영한 다른 행성들의 '점'
약 40억 마일 밖에서 촬영한 태양계의 행성들. 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서부터, 금성, 지구, 목성, 토성, 명왕성, 해왕성이다. 수성은 태양과 너무 가까이에 있어서 찍히지 않았고, 화성 역시 태양빛의 산란으로 인해 촬영하지 못했다.
10. 달에서 찍은 최초의 지구 사진(1966.08.23)
이 사진은 미국의 달 탐사 위성 Lunar Orbiter I 가 찍어서 전송한 사진으로, 역사상 달 주변부에서 지구를 촬영한 최초의 이미지이다.
6. 달
이번에는 지구의 영원한 동반자인 '지구의 달'에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 달은 너무나 친숙한, 너무 친숙해서 지구와 하나로 생각될 정도인 태양계를 구성하는 천체중 하나입니다. 그렇다고 다른 행성들처럼 지구에 그 모습만을 보여주는 천체로서가 아니라, 달은 매우 직접적으로 지구에 많은 영향을 끼친다는 사실은 모두가 알고 계실 것입니다.
<적외선 사진으로 촬영된 달 표면. 여기에 나타나는 색은 달 표면의 구성 요소들을 나타낸다. 오른쪽 상단의 짙은 파랑의 부분은 아폴로 11호가 최초로 달에 착륙했던 '고요의 바다('Sea of Tranquility' )이다.>
달은 태고적부터 일정한 속도로 지구 주위를 돌았습니다. 그래서 고대인들은 달의 움직임을 보고 시간을 알 수 있었죠. 물론 하루의 시작과 끝을 나타내는 태양의 움직임도 있었지만, 하루 이상의 일정한 기간을 파악하는데는 눈이 부셔서 볼 수 없는 태양보다는 밤하늘에 은은한 빛을 발산하며 자신의 형태를 주기적으로 변형해가는 달이 훨씬 효과적이었습니다.
이외에도 고대인들은 깨닫지 못했겠지만, 달은 우리 지구의 안정된 자전과 조수의 간만의 차를 만들어냈죠.
이렇듯 지구와 땔래야 땔 수 없는 달은 인류에게는 동경의 대상이자 탐험의 대상이었습니다. 그 결과 수많은 도전이 있었고, 근래에 들어서야 직접적인 탐사가 시작되었습니다. 지금까지 약 70여대 이상의 탐사선이 달로 보내졌고, 12명의 우주인이 달의 표면을 걸어봤으며, 그들의 손을 통해 382kg의 월석과 토양이 지구로 운반되었습니다.
달은 지구에 있어서 결코 없어서는 안될 존재입니다. 특히 우리 인간을 포함한 생명체들을 위해서는 더더욱 그렇습니다. 앞서 언급했지만, 달이 있음으로인해 지구는 비로소 이리저리 흔들리지 않고 안정적으로 자전운동을 할 수 있게 된 것입니다. 이것이 의미하는 바는 매우 큽니다. 자전축이 고정되었기에, 오랜시간동안 비교적 안정되고 일관된 기후를 가질 수 있게 되었고, 이 기본 조건이 충족됨으로서 비로소 생명체가 탄생할 수 있었으니까요.
그렇다면, 이렇게 우리에게 소중한 달은 어떻게 존재하게 된 것일까요?
지금까지 분명한 답이라 할만한 설은 발표되지 않았지만, 그래도 대부분의 학자들이 수긍하고 받아들이는 가설은 이것입니다.
아주 오래전, 태양계의 형성이 막 끝나려던 무렵 화성 크기만한 천체가 지구와 부딪칩니다. 물론 정면으로 부딪치진 않고 빚겨나가듯 부딪쳤죠. 그 결과 부딪친 천체는 완전히 산산조각이 났고, 지구의 일부분 역시 형체를 잃어버리게 됩니다. 그 충돌의 여파로 지구는 급격한 회전을 하게 됩니다. 이때 튕겨져 나간 지구의 덩어리들과 충돌한 천체의 덩어리들이 지구 주위를 회전하면서 하나로 뭉쳐지며 달이 형성되었습니다.(이 내용은 컴퓨터 시뮬레이션으로 어느정도 입증된 사실입니다.) 이때가 약 45억년전이라고 과학자들은 추정하고 있습니다.(우주인들이 달에서 가져온 암석중 가장 오래된 암석도 이 정도의 나이를 가지고 있습니다.) 달이 형성되면서 그 표면은 고온으로 인해 급격하게 녹아내리게 됩니다. 그렇게 마그마로 끓고 있던 곳에서 달 지각이 만들었졌을 것입니다.
지구에서 보면 달은 언제나 한 방향만을 향하고 있습니다. 즉, 지금껏 인간은 언제나 똑같은 달의 모습만 보았고, 달의 뒷편을 보지 못한것이죠. 이때문에 고대에는 달이 원형이 아닌 동그란 평면일 것이라고 믿었다고 합니다. 하지만, 달이 원형일 것이라는 사실은 코페르니쿠스가 월식을 관찰하면서 최초로 밝혀졌죠.
다시 달이 한 방향만을 향한다는 사실로 돌아가 보면, 달은 지구를 1번 회전(공전)하는 동안 거의 1번 자전을 합니다.(아주 미세한 차이는 있지만 무시할 정도입니다.) 이것을 일명 달의 등주기자전(synchronous rotation)이라고 합니다. 등주기자전이란, 지구의 중력으로 인해 달은 약 27,1/3일에 한번씩 자전을 하면서 지구를 회전한다는 것입니다. 달의 등주기자전때문에 인간은 똑같은 달의 모습을 보면서 무한한 상상의 나래를 폈습니다. 절구를 찧고 있을 토끼를 생각하기도 하고, 밝고 어두운 부분의 패턴을 보며 인간의 형상을 상상하기도 했죠.
우리가 볼때 달의 밝은 부분은 다른 부분에 비해 표면 고도가 높은 부분입니다. 반대로 어두운 부분은, 일명 바다(maria, 바다를 뜻하는 라틴어 mare의 복수형으로 달과 화성의 어두운 부분을 일컫는 말입니다. 사실은 바다가 아닌데도 불구하고, 17세기에 망원경 관측자들이 달 표면의 이런 지형에 잘못된 이름을 붙인 것이죠)라고 합니다. 이곳은 소행성 등의 충돌로 움푹 패인 분지에 약 40억년~25억년전에 어두운 용암이 채워져서 만들어 진 것입니다.
용암이 식어갈때쯤 달도 식어갑니다. 그리고 그 모습이 지금 우리가 보고 있는 달의 모습입니다. 물론 유성우와 혜성의 충돌로 표면에 약간의 변형은 아직도 진행형이지만 말이죠. 달의 표면은 회흑색(charcoal gray)의 아주 미세하고 모래같은 작은 덩어리로 이루어져 있습니다. 인간은 이 표면을 달의 표토(lunar regolith)라고 부릅니다. 이 표토는 얇게, 가장 어린 '바다'에는 약 2미터 정도이고, 가장 오래된 표면대에서는 약 20미터 정도의 층을 이루고 있습니다.
이 표토의 또다른 특징하나는 지구의 모래처럼 물이나 바람에 의해 침식되고 풍화되는 과정이 없이 형성되었기 때문에 그 표면이 매우 날카롭다는 것입니다. 그래서 달 표면을 걷던 우주인들은 이 달 모레가 우주복을 찢지 않게끔 매우 조심했어야 했습니다. 또한 쇳가루가 자석에 달라붙는 것처럼 우주복에 달라붙어 우주선 안에까지 붙어 들어가는 경우가 종종 있었다고 합니다. 이로 인해 큰 사고는 발생하진 않았지만, 당시 아폴로 대원들에게는 적잖은 골치거리였다고 합니다.
이제 달은 지구와는 다르게 그 어떤 화산활동도 그리고 지각운동도 일어나지 않습니다. 그렇다고 완전히 죽은것 같지는 않습니다. 아폴로 우주인들에 의해 1970년대에 달에 설치된 지진계가 수백킬로미터 깊이에서 미진이지만 진동을 감지했기 때문이죠. 아마 이 진동은 지구가 잡아당기는 중력에 의해 발생하는 것으로 추정하고 있습니다. 또한 아리스타르코스(Aristarchus)와 같은 일부 크레이터 지역에서는 미량이지만 가스의 분출도 관측되었습니다. 또 크레이터 주변으로는 자기의 흐름도 보이는걸로 봐서는 달은 깊은 잠에 빠져있는것이지 아예 죽어버린건 아니라는 사실을 보여주고 있습니다. 참고로 달에는 지구처럼 자기장이 없습니다.
한가지 더, 달 탐사선 Lunar Obiter가 1960년대에 밝혀낸 놀라운 발견이 있습니다. 바로 원형 바다(circular maria) 위로 아주 강력한 중력가속도(gravitational acceleration) 지역이 있다는 것입니다. 이것은 아마도 현무암과 같이 밀도가 높은 층이 분지의 아래에 자리잡고 있어서 발생하지 않나 추측하고 있습니다.
또한, 1998년에 Lunar Prospector 탐사선 팀은 달의 양 극지방에서 얼음으로 된 물을 발견하기도 했습니다. 혜성 충돌로 물이 생성된 것이죠.
과거에 비해 지금 우리가 알고 있는 달에 대한 정보는 어마 어마할 정도입니다. 하지만 이것은 빙산의 일각에 불과죠. 달은 인간에게 태양계를 벗어나게 할 수 있는 발사대와 같은 곳입니다. 달을 알면 알수록 다른 행성에 대해 우주에 대해 더 많은 것을 알 수 있게 되는 것입니다. 이 점에 있어서 달은 우주의 신비를 풀어줄 비밀의 상자와도 같은 것이죠. 그래서 지금도 밤을 밝게 밝히며 전세계의 과학자들이 달을 지켜보고 있는 것이겠죠...
Earth's Moon: Facts & Figures | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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과학적 기수법 : 3.633 x 105 km (0.00243 A.U.) 상대비교 : 0.00247 x Earth's Distance from the Sun 과학적 기수법 : 4.055 x 105 km (0.00271 A.U.) 상대비교 : 0.00267 x Earth's Distance from the Sun 과학적 기수법 : 1.734 x 103 km 상대비교 : 0.2724 x Earth 과학적 기수법 : 1.0916 x 104 km 상대비교 : 0.020 x Earth 과학적 기수법 : 7.3483 x 1022 kg 상대비교 : 0.0123 x Earth 상대비교 : 0.606 x Earth 과학적 기수법 : 3.793233 x 107 km2 상대비교 : 0.074 x Earth 상대비교 : 0.166 x Earth 과학적 기수법 : 2,380 m/s 상대비교 : 0.213 x Earth 과학적 기수법 : 1,023 m/s 상대비교 : 0.034 x Earth 과학적 기수법 : 2.290 x 106 km 과학적 기수법 : 40/396 K
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- 달이미지
1. 지구의 달과 태양계에 존재하는 위성간의 크기 비교
2. 1992년 12월 7일 갈릴레오 탐사선이 목성을 향해 가는 길목에 촬영한 달의 모습
3. 갈릴레오호가 1992년 12월 8일에 촬영한 달의 이면. 즉 지구에서는 볼수없는 면이다.
4. 갈릴레오호가 1990년 12월 9일에 촬영한 칼라 사진
5. 1965년 3월 24일에 촬영된 First Ranger 9 이미지. 2378km 밖에서 촬영되었다.
6. 1965년 2월 20일에 촬영된 First Ranger 8 이미지. 2,573km 밖에서 촬영했다.
7. 1959년 10월 7일 Luna 3호가 촬영한 최초의 달 근접 사진
8. Luna 3호가 1959년 10월 7일에 전송한 최초의 달 이면 사진
9. 2003년 1월 26일. 콜롬비아호에서 촬영한 Moon Rise
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