태양계에 대해서..(3) 태양 주위의 행성(화성,목성)

4) 화성(Mars)

화성은 태양계 행성 중 4번째의 행성이다. 제2의 지구라고 불리며 2015년 마션, 2012 존 카 더, 2000 미션 투 마스, 1996 화성침공 등의 영화 소재로 많이 사용되었다. 

Mars는 로마 신화에 마르스에서 딴 이름으로 그리스 신화에서는 전쟁의 신으로 불리는 아레스에서 따온 이름이다. 화성의 두 위성 이름인 포보스와 데이모스는 아레스의 두 아들의 이름이다. 화성 표면은 철이 띄므로 산화되어 붉은색을 띠는 이유로 동양권에서는 형혹성이라고 부르기도 한다. 영어에서 3월이라는 의미의 March도 Mars에서 유래된 것이다. 태양계 행성 중에서 사람들의 관심을 가장 많이 받은 행성이자 지구와 가장 가까이에 있는 행성이다. 생명이 존재할 것이라는 가능성이 있었고, 이 때문에 늘 신비로움을 느끼게 하는 행성이다. 많은 우주선에 의해 화성 탐사를 진행했고, 화성에서 다량의 얼음이 발견되기도 했다. 화성 탐사에 관해서는 지구에서 많은 시도가 있었고, 무인 탐사선으로 여러 차례 조사가 진행되었다. 미국을 비롯한 유럽과 각국에서 착륙선 등의 탐사선들을 화성에 쏘고 이러한 과정 중에 실패의 경우도 많았었다. 기술적 문제뿐 아니라 특별한 이유가 없이 교신이 끊어진 경우도 있었는데, 이를 지구 화성 간 버뮤다 삼각지대라고 불리기도 했고, 지금까지도 많은 화성 탐사 시도가 이루어지고 있다.

화성의 면적은 지구의 25% 정도이며, 부피는 지구의 10% 정도이다. 화성의 대기는 95%가 이산화탄소로 이루어져 있다. 이는 금성과 매우 비슷한 대기 형태이나, 금성과 비교했을 때 대기가 희박하여 금성처럼 높은 온도를 가질 수는 없다. 또한 대기가 적기 때문에 기압도 낮고 설사 물이 존재했다 하더라도 기압으로 인해 쉽게 증발해버린다. 화성은 대기의 변화가 크다. 겨울밤 몇개월간 밤이 지속되고 지표가 저온이 되면서 대기의 25%가 얼고 대기압이 낮아지며, 다시 따뜻해지는 계절이 되면 이산화탄소가 고체에서 기체로 바뀌어 강한 바람이 불며, 이 때문에 화성에 먼지와 같은 것들을 이동하게 하고 이러한 현상을 먼지폭풍이라고 한다. 이것이 지구에서 화성의 모습이 바뀌어 보이는 하는 이유이다. 표면은 현무암으로 구성되어 있고, 안산암과 이산화규소도 일부 포함되어 있다. 화성에는 자기장은 없으나 화성 표면 중 일부에서 자화 흔적을 찾을 수 있었다. 

화성은 붉은빛으로 밤하늘에 보여지며 쉽게 관측이 가능한 행성이다. 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 밝은 행성이기 때문이다. BC1600년에 화성 관측이 시작되었을 거라고 추측되고 있으며, 다른 행성들과는 움직임이 특이하다고 알려져 왔다. 화성의 공전 주기는 686.97일이며, 자전 저기는 지구보다 24시간 57분으로 더 길다. 계절의 길이도 지구의 약 2배 정도 길다.

화성에 생명체 존재 여부에 대해서는 아직도 명확히 밝혀지지는 않았으나 생명체가 존재한다는 근거로는 화성의 대기에서 발견된 메탄이다. 그러나 이는 과학적 의미로 주목받고 있지는 않다.

5) 목성(Jupiter)

태양계 행성 중 다섯번째 행성이며, 제일 거대한 행성이다. 태양계의 여덟 개의 행성을 전부 합쳐 놓은 질량의 2/3 이상이나 되며, 지름이 지구의 11배 가까이나 되는 14만 3,000km 정도이다. 토성처럼 거대한 대기를 가진 거대 기체 행성이며 달, 금성 다음으로 가장 밝은 행성으로 밤하늘에서 관측하기가 어렵지 않다. 표면은 적갈색이나 흰 띠가 있다. 대기는 대부분이 수소로 구성되어 있으며, 25% 정도가 헬륨으로 이루어져 있다. 최초로 갈릴레이가 발견한 네 개의 큰 갈릴레이 위성을 비롯한 79개 이상의 위성이 있고, 그중의 가장 거대한 가니메데 위성은 직경이 태양계 행성 중 수성의 직경보다도 크다. 이러한 목성은 많은 위성으로 인해 작은 태양계라고 불린다. 갈릴레이 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토이며, 이 중 목성과 가장 가까운 위성은 이오이다. 이오에는 화산이 있어서 용암이 흐르고 대기가 매우 옅다. 갈릴레오 위성 중 가장 작은 크기의 위성은 유로파이며, 주변의 위성들과 목성의 상호작용으로 인해 내부에 열이 존재하는 것으로 확인된다. 목성에서 가장 멀리 자리잡고 있는 위성인 칼리스토는 다른 위성과 달리 내부의 구조가 얼음과 암석으로 구성되어 있고, 지각은 대부분 얼음으로 되어 있다. 표면의 충격 흔적은 충격에 의해 얼음이 녹았다가 저온으로 굳어버려서 생긴 것이라고 한다.

지구보다 14배나 강한 자기장이 있고, 태양계 흑점 다음으로 가장 강력하다. 갈릴레오 위성 중 이오의 화산 활동으로 인해 이산화황이 나오면서 위성 궤도를 따라서 기체가 생성되는데, 이는 자기권에서 황 이온과 산소 이온으로 변한다. 목성 적도 면에 플라스마판을 형성하면서 목성과 반대 방향으로 회전함에 따른 자기장을 자기 원반의 자기장으로 변화시키게 된다. 

목성은 10시간 내로 한 바퀴 완주할 정도의 빠른 자전을 하고 있다. 이는 태양계의 행성 중 가장 빠른 속도이다. 이러한 이유로 일반 망원경으로도 쉽게 확인할 수 있을 만한 적도 팽대부가 생성된다. 목성은 고체가 아니므로 행성의 상층부는 차등 회전을 한다. 행성에 있는 고리는 처음에는 발견하지 못하다가 보이저 2호가 목성 고리를 발견함으로써 그 이유가 밝혖 졌다. 토성 고리보다 밀도가 낮고 희미하고 얇기 때문이다. 목성의 고리는 운석이 위성에 충돌을 할때 발생되는 먼지로 인해서 계속 채워지고 있다. 태양계 행성의 진공청소기라고 불릴 정도로 중력 우물을 통해 태양계 가장 안쪽에서 가장 많은 혜성 충돌을 겪고 있다. 최근 연구 결과에 따르면 목성이 중력으로 끌어당기는 혜성 수와 방출되는 혜성 수가 거의 비슷해서 태양계 안쪽을 지나가는 혜성들의 전체적인 수가 감소하지 않고 있다고 한다. 

목성의 첫 관측은 BC 7~8 세기경 바빌로니아의 천문학자에 의해서다. 1610년 갈릴레오 갈릴레이는 망원경을 통해 목성의 위성을 발견했다. 1973년부터 현재까지 많은 무인 우주 탐사선에 의해 목성을 탐사하고 있으며, 목성에 가까이 접근하여 자세한 현상을 보여준 유명한 탐사선은 파이오니아 10호이다. 2000년에는 토성으로 향하는 중 목성을 지나면서 카시니 탐사선이 가장 고해상도의 사진을 촬영하기도 했다.