태양계에 대해서..(5) 태양 주위의 행성(해왕성), 왜소행성

8) 해왕성(Neptune)

해왕성은 명왕성이 태양계 행성 분류에서 제외된 이후 태양계에서 가장 마지막에 있는 행성이 되었다. 천왕성과 유사한 점이 아주 많고, 반지름의 길이와 행성의 색도 푸른색으로 보인다. 1781년 허셀에 의해 천왕성이 발견된 후 토성의 궤도를 추적하던 수많은 천문학자들에 의해 천왕성을 넘어 다른 행성도 존재할 수 있다는 가능성을 두고 1864년 독일의 갈레(Johann Galle)에 의해 행성이 발견됐으나, 애덤스와 르베리에게로 그 업적이 돌아갔다. 8등급 행성으로 지구에서는 맨눈으로 보이지 않고 쌍안경으로 볼 수 있다. 해왕성에서 하루는 지구의 16시간, 1년은 지구의 165년이며, 중력은 지구의 1.14배로 체중이 50kg인 사람이 해왕성에서는 57kg으로 늘어나며, 평균 기온은 영하 240도이다. 태양에서 받는 열에 비해서 방출되는 열이 더 많은데, 이는 열원이 존재하는 것으로 추측되며 중력 에너지로 인한 것으로 보인다. 망원경으로만 관측할 수 있으므로 근대에 망원경 발명 전까지 해왕성에 관한 자료는 없다. 

크기는 천왕성 보다 약간 작지만 질량은 더 크고, 중력도 더 강하다. 태양계 행성 중 그 크기는 지름 기준으로는 4번째, 질량으로는 3번째로 크다. 목성에 비해 낮은 압력, 밀도는 비슷하며 온도는 낮아 천왕성과 비슷하게 수소, 헬륨의 구성은 적고 암석과 얼음이 있을 것으로 추측된다. 80% 정도가 수소로 구성되어 있고, 19% 정도가 헬륨이며, 대기 구성이 천왕성과 매우 유사하지만, 천왕성에서는 관측할 수 없는 대기 회오리가 있기 때문에 대기의 흐름이 해왕성에 비해 상대적으로 더 활발할 것으로 예상된다. 행성의 표면은 고체, 액체, 기체가 혼합된 마치 슬러시와 같은 모습의 바다가 있을 것이며, 대기 중 아래는 별빛이나 햇빛과 같은 빛이 전혀 없는 암흑상태일 것으로 추측되고 있다. 해왕성은 여름철에 기온이 낮아지다가 급등하는 특이한 현상도 확인되었다.

태양으로부터 약 45억km 거리에서 공전하며, 이심률이 작고 태양 주위를 약 163.7년에 한 바퀴를 돈다. 1846년 해왕성 발견 이후 165년만인 2011년 해왕성이 태양을 공전하고 처음 발견했던 그 자리로 돌아온 것이 확인되었으며, 다음 공전 완료 시기는 2176년이다.

보이저 2호의 탐사를 통해 해왕성의 대흑반이 발견되었다. 어떻게 생성되었는지를 아직 알 수는 없다. 

해왕성은 태양계의 다른 거대 행성들과 같이 많은 위성과 함께하고 있다. 현재 공식적으로 확인된 해왕성의 위성 개수는 14개이며, 위성 중 가장 거대한 위성은 러셀이 발견한 트리톤(Triton)이다. 트리톤은 지구의 위성인 달보다 지름이 크고, 질량은 지구의 3.5배 정도이다. 트리톤은 해왕성을 약 5.88일에 한 번 공전한다. 색은 분홍색과 푸른색을 띄고 있으며, 트리톤의 얼음 화산이 있는데 높이까지 솟아올랐다 가라앉기도 한다.

 

- 왜소행성(왜행성) dwarf planet

2006년 국제천문연맹(IAU, International Astronimical Union)은 체코에서 열린 제26차 총회에서 최초의 소행성으로 알려진 온 세레스, 명왕성과 명왕성 바깥의 에리스(Eris)를 왜소행성(dwarf planet)이라고 새롭게 분류했다. 왜소행성에 대한 정의는 이렇다. 

 a. 태양을 도는 궤도를 갖는다.

 b. 원형을 유지할 수 있는 중력을 가질 수 있도록 충분한 질량을 갖는다.

 c. 궤도 주변 다른 천체를 흡수할 수 없다.

 d. 다른 행성의 위성이 아니다.

이러한 정의에 따라 명왕성은 기존에 행성이었으나, 왜행성으로 재분류되었다.

IAU에서 공식적으로 확인된 왜행성의 종류에는 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스가 있으며, 왜행성으로 분류될 가능성이 있는 행성은 오르쿠스, 살라시아, 2002 MS4, 콰오아, 공공, 세드나, 카론이다. 왜행성을 분류할 때 그 크기나 질량에 대한 제한이 없으므로 수성보다 크더라도 왜행성으로 분류될 수 있으며 이 기준에 따르면 약 45개의 왜행성 발견이 가능하다.

 

- 소행성(asteroid)

목성 안쪽이나 목성 궤도면에서 태양을 공전하는 행성보다 작은 천체를 일컫는다. 최초로 발견된 소행성은 세레스인데, 일부 소행성은 자신의 위성도 존재한다. 주로 발견되는 화성과 목성 사이의 위치를 소행성대(Astroid belt)라고 불린다. 이 밖에도 목성 궤도와 목성 전후로 60º 에 있는 트로이 소행성군(Trojan asteroid group), 지구와 화성 사이의 아모르 소행성군(Amor asteroid group), 지구궤도 안쪽의 아폴로 소행성군(Apollo asteroid group) 가 있다.

새롭게 관측되는 소행성은 임시 이름을 부여받으며, 발견된 연도나 발견된 시기, 월 등의 의미가 내포되어 있다.

 

- 혜성(comet)

태양의 복사로 인해 핵을 둘러싼 구름층과 꼬리가 있는 태양계의 천체로, 혜성의 이름은 발견한 사람의 성을 붙인다. 평소에는 태양을 공전하고 있으나, 태양 근처로 떨어져서 내려오게 되는 경우, 표면에 있는 얼음이나 먼지가 증발하여 꼬리가 생기는 것이다. 대부분 어둡지만 지구와 가깝게 접근하거나 지구 근처를 통화하는 경우 하늘에 아름다운 장관을 보여준다. 혜성이 지나간 후 남은 먼지는 혜성의 궤도로 움직이다가 태양풍에 의해서 바깥쪽으로 밀려나고, 그 궤도의 사이를 지구가 지나가면서 마찰에 의해 불타 지구로 낙하하는데, 이는 별똥별이라고 불리는 유성우이다.

혜성의 꼬리는 이온으로 된 꼬리와 먼지로 된 꼬리로 나뉜다. 1994년에는 처음으로 혜성과 행성의 충돌 장면이 관측되었는데, 바로 슈메이커-레비 9(Shoemaker-Levy 9)이며, 21개 조각으로 나뉘어 목성 대기로 충돌했다. 지구에서는 관측이 어려웠으나 그 흔적은 관측할 수 있었고, 갈릴레오 우주선은 충돌 장면을 관측하여 전 세계 인류의 관심을 받았다.