수성(Mercury)

 

수성(Mercury)

 

 

수성은 태양계의 행성 중 태양에 가장 가까운 행성이다. 지구에서 볼 때 28° 이상 태양으로부터 떨어지지 않기 때문에 해넘이 후 또는 해돋이 전의 서쪽 하늘의 지평선 위에서 아주 짧은 시간에만 볼 수 있다. 그러므로 수성을 관측하기가 어렵다. 수성의 크기는 달과 화성의 중간쯤 된다. 태양계에서는 수성보다 큰 위성이 있다. 토성의 타이탄과 목성의 가니메데가 대표적이다. 이오, 에우로파, 칼리스토는 수성과 비슷하다. 수성은 87.969일에 공전하고 58.6462일에 자전한다. 그래서, 수성의 하루, 즉 해돋이에서 해넘이까지의 기간이 수성의 2년에 해당하는 기이한 일이 벌어진다. 수성의 공전궤도는 많이 찌그러진 타원궤도를 하고 있기 때문에 근일점 부근의 8일간은 공전속도가 자전속도보다 빨라지게 된다. 그래서, 수성에서 본 태양은 평상시와는 달리 서쪽에서 동쪽으로 움직이게 된다. 수성은 태양에 가까이 있기 때문에 조석력을 특히 많이 받는다. 그래서 근일점 부근에서는 수성이 동일한 면을 향하도록 자전주기를 변화시킨다. 수성의 지름은 지구의 절반에도 못 미치는 4,880km이고 표면에는 많은 크레이터가 있어 달의 모습과 비슷하다. 뜨거운 태양열로 인해 대기가 없는 수성에서 태양이 직접 비치는 부분의 온도는 무려 350℃ 이상이나 된다.

 

특   징

질량Mass (kg) 3.303e+23 질량 Mass (Earth = 1) 5.5271e-02 적도반경 Equatorial radius (km) 2,439.7  적도반경 Equatorial radius (Earth = 1) 3.8252e-01  평균밀도 Mean density (gm/cm^3) 5.42  태양으로부터의 평균거리 Mean distance from the Sun (km) 57,910,000  태양으로부터의 평균거리 Mean distance from the Sun (Earth = 1) 0.3871  자전주기(일) Rotational period (days) 58.6462  공전주기(일) Orbital period (days) 87.969  평균공전속도 Mean orbital velocity (km/sec) 47.88  궤도 이심률 Orbital eccentricity 0.2056  자전축의 경사(도) Tilt of axis (degrees) 0.00  궤도면의 경사(도) Orbital inclination (degrees) 7.004  적도표면중력 Equatorial surface gravity (m/sec^2) 2.78  적도탈출속도 Equatorial escape velocity (km/sec) 4.25  알베도 Visual geometric albedo 0.10  밝기등급 Magnitude (Vo) -1.9  평균표면온도 Mean surface temperature 179°C  최고표면온도 Maximum surface temperature 427°C  최저표면온도 Minimum surface temperature -173°C

화학구성요소 헬륨 Helium 42% 나트륨 Sodium 42% 산소 Oxygen 15% 기타 Other 1%

 

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신화와 전설

Mercury라는 이름은 날개가 달린 모자와 신을 신고 날아 다닌다는 신들의 사자 메르쿠리우스에서 유래되었다. 메르쿠리우스는 그리스의 헤르메스에 해당한다. 수성은 다른 행성에 비해 매우 빠르므로 신들의 전령에 비유되었다. 옛날에는 저녁에 볼 수 있는 수성과 밝을 때 보이는 수성은 별개의 행성으로 여겼으며 그리스에서는 해뜨기 전에 보이는 것은 아폴론, 해 진 뒤에 보이는 것을 헤르메스라고 불렀다. 중국에서는 진성(辰星)이라 불렀다. 헤르메스는 그리스의 올림포스 12신 중 하나이며 제우스와 아틀라스의 딸 마이아 사이에서 태어났다. 가축의 증식을 관장하는 부와 행운의 신, 길을 지배하는 나그네의 신, 통역, 상업, 도둑의 신, 꿈을 옮겨다 주고 경계를 지키는 신, 죽은 영혼을 지옥으로 데리고 가는 저승사자 역할도 있다. 헤르메스는 농경지대인 아르카디아의 석신(石神) 숭배에서 유래하였다. 사각 돌기둥에 얼굴과 남근(男根)만이 조각된 형태로 숭배되었는데, 이는 경계나 이정표로서 세워진 돌산(헤르마) 또는 그 중심에 세워놓은 돌기둥에서 비롯되었다. 그리스에서는 헤르메스가 음악, 문자, 숫자, 천문, 체육, 도량형, 올리브 재배를 발명하였다고 믿었다. 신화에서는 오디세우스의 증조할아버지이다. 헤르메스는 페타소스라고 부르는 날개 달린 넓은 차양의 모자를 쓰고, 날개 달린 샌들을 신었으며, 손에는 케리케리온이라는 지팡이를 든 나그네의 모습을 하고 있다.

 

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기   원

수성은 명왕성을 제외하고 행성 중 가장 작지만 평균밀도는 지구 다음으로 크다. 큰 행성일수록 자신의 중력에 의해 압축되기 때문에 평균 밀도는 겉보기에 커진다. 이런 점을 고려하면 수성의 평균 밀도는 행성 중에서 가장 큰 것이 된다. 그래서, 수성에는 반지름의 3/4에 이르는 핵이 있다고 생각된다. 지구의 핵은 지구 반지름의 1/2이라는 점과 비교할 때 그 크기를 비교할 수 있다. 이러한 거대한 핵의 존재는 지구에서 볼 수 있는 것과 같은 고유 자기장의 존재를 짐작하게 한다. 실제로 미국의 탐사선 매리너 10호의 조사에 의하면 수성 표면 부근에서 지구 자기장 강도의 1% 정도의 고유 자기장을 관측하였다. 반지름이 작으며 자전속도가 느린 수성에 고유 자기장이 있다는 것은 수성에도 지구와 같이 큰 액체의 핵이 존재한다는 것을 추측하게 한다. 그러나 냉각속도가 빨라 한 번 녹았던 핵도 현재에는 고체가 되었을 가능성도 있다. 수성의 핵이 큰 이유에 대해 두 가지 학설이 있다. 하나는 수성이 태양 가까이에서 형성되었기 때문에 원시 태양계 성운 중의 고온 영역에서 응축된 금속철이나 그 밖의 무거운 물질에 풍부한 재료 물질이 집적되었다는 것이다. 두 번째 학설에서는 다른 큰 원시 행성과 충돌로 표면의 대부분이 떨어져 나가고, 원시 행성끼리의 금속철이 합체하여 거대한 핵이 형성되었다는 것이다. 수성표면의 링클리지. 가운데 절벽지형이 보인다. 수성 표면에는 달에서 찾아 볼 수 없는 독특한 지형이 있다. 길이가 수 백 km나 되고 높이가 2km나 되는 절벽이 있는데 이것을 링클리지(wringkle ridge)라고 부른다. 수성의 탄생 직후 핵과 맨틀은 액체상태였다. 무거운 중금속은 서서히 가라앉기 시작하여 핵을 형성하게 된다. 핵과 맨틀이 만들어지고 수성의 표면은 식어 얇은 지각이 만들어진다. 맨틀이 식어 수축하면 지각도 수축하여 링클리지라는 많은 주름이 형성된 것이다.

 

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표   면

수성에는 대기가 극히 희박하여 일교차가 매우 심하다. 낮에는 430도까지 올라가지만 밤에는 영하 170도까지 떨어지는 극한의 세계이다. 수성의 이심률은 매우 크기 때문에 태양의 겉보기 크기가 크게 변한다. 가장 클 때는 지구에서 볼 때의 3.25배나 된다. 수성표면은 달표면처럼 수많은 크레이터로 덮혀 있다. 수성표면은 달과 마찬가지로 형성된 후 빠른 시기에 만들어지고 그 후에는 심한 운석충돌이 있었던 것으로 보인다. 가장 큰 크레이터는 북반구의 적도 부근에 있는 칼로리스 분지라고 부르는 동심원상의 구조를 한 다중 크레이터이다. 칼로리스는 열(heat)을 뜻하는 라틴어 이름인데 수성이 원일점에 있을 때 이 분지가 거의 근일점에 위치하기 때문에 이런 이름을 붙였다. 이 분지의 지름은 약 1300km로서 수성 지름의 1/4에 해당한다. 이 분지의 정반대 표면에는 작은 언덕이 무수하게 나열된 것처럼 보이는 복잡한 지형이 있다. 이것은 칼로리스 분지가 형성되었을 때의 충격파가 수성 뒤쪽에 초점을 맺었기 때문에 만들어진 것으로 생각되고 있다. 이 분지는 지름 100km 정도의 소행성이 충돌한 것으로 추정된다. 큰 크레이터의 뒤쪽에 생기는 복잡한 지형은 목성이나 토성의 위성, 지구의 달에서도 발견된다. 수성의 표면에는 달의 바다와 비슷한 크레이터가 비교적 적은 지역이 있다. 달의 바다는 화산 활동에 의한 현무암질의 용암으로 덮인 지역이므로 수성에도 형성 직후에 화산활동이 있었다는 사실을 나타낸다. 달의 바다는 육지부분에 비해 색이 검은 것이 특징이나 수성의 바다는 육지부분과 같은 색이다. 1990년대에 이르러 수성의 양극에 전파의 반사율이 매우 높은 영역이 있다는 사실이 밝혀졌다. 이곳에 얼음층이 있는 것으로 생각된다. 그 크기는 북극, 남극 모두 100km를 넘는다. 태양에 가장 가까운 수성의 적도 지방은 태양이 강렬하게 내리쬐어 고온이 되지만 극지방은 태양광선이 낮은 각도로 밖에 닿지 않기 때문에 크레이터와 같은 움푹 팬 땅의 밑바닥에는 영원히 햇빛이 닿지 않는다. 이곳의 표면온도는 -210℃로 유지되고 있는 것으로 계산되고 있다. 이정도의 온도라면 얼음은 수십억 년에 걸쳐서 충분히 안정되게 존재할 수 있다. 그러나 이들 영역의 전파 반사율은 4∼8%로 화성 극관의 70%와 비교할 때 매우 낮다. 이것은 얼음 위를 두께 0.5∼1m의 전파 흡수층이 덮고 있기 때문이라고 추정된다.