천왕성(Uranus)
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천왕성은 태양계의 7번째 행성으로 크기는 세 번째이다. 과거에는 태양계의 끝은 토성으로 인식하였으나 1781년 윌리엄 허셜이 천왕성을 발견함으로 토성의 바깥쪽에도 행성이 있다는 사실이 비로소 밝혀졌다. 1690년 성도에 이미 표시되어 있었지만 아무도 행성인 줄은 몰랐다. 허셜은 영국 왕실 천문학회에 새로운 행성을 보고 하면서 행성의 이름을 당시 영국 국왕 조지1세의 이름으로 할 것을 제안했다. 그래서 1850년까지 조지성으로 불렀으나 독일, 프랑스 등 유럽대륙의 천문학자들은 토성의 아버지인 우라노스로 불러야 한다는 보데의 주장을 받아들여 지금까지 사용하고 있다. 적도 반지름은 지구의 4배이며 질량은 지구의 14.5배이다. 천왕성의 하루는 17시간이고 표면중력은 지구보다 작다. 천왕성은 지구에서 관측할 때 육안으로 겨우 보인다. 천왕성도 목성과 마찬가지로 수소로 이루어진 목성형 행성이다. 대기 성분은 주로 수소이고 헬륨과 메탄이 포함되어 있다. 천왕성이 청록색으로 보이는 것은 메탄 때문이다. 메탄은 스펙트럼의 적색을 흡수한다. 목성과 토성에는 암모니아가 검출되지만 천왕성에서는 검출되지 않는다. 천왕성은 온도가 너무 낮아 암모니아가 얼어 있기 때문이라고 생각된다. 내부는 암모니아와 메탄이 섞인 얼음으로 이루어진 맨틀과 암석질의 핵으로 구성되어 있는 것으로 보인다. 천왕성의 자전축은 거의 누워 있다. 그래서, 천왕성은 다른 행성과는 반대 방향으로 자전하고 있다. 더욱이 천왕성의 위성도 모두 이 자전축의 기울기에 맞추어 옆으로 누워서 적도면상을 공전하고 있다. 지구에서 보면 천왕성의 북극이 보일 때도 있고, 남극이 보일 때도 있다. 천왕성은 자전으로 밤과 낮이 바뀌지 않고, 밤과 낮이 각각 몇 년 동안 계속된다. 극방향이 지구를 항해 있을 때에는 거의 원형으로 보이지만, 적도가 지구를 향해 있을 때에는 타원형으로 보인다. 대부분의 행성은 자기축과 자전축이 평행하다. 그러나, 천왕성의 자기축은 약 60°나 기울어져 있고, 천왕성의 중심을 지나지 않고 있다. 축은 중심에서 30%나 떨어진 곳을 지나고 있다. 천왕성에 이런 특징이 있는 이유에 대해 아직 밝혀지지 않았으나 과거에 충돌에 의한 것으로 생각하고 있다. 천왕성은 태양계의 일곱번째 행성으로 그 크기가 세번째이다. 천왕성은 1781년, 허셀(William Herschel)에 의해서 발견되었다. 그 직경은 51,800킬로미터이고 84.01일 만에 태양을 한 바퀴 돈다. 태양으로부터의 평균 거리는 28억 7천만 킬로미터이다. 천왕성의 하루는 17시간 14분이다. 천왕성은 적어도 15개의 달을 갖고 있는데, 그 중 가장 큰 것 두개는 티테이니어(Titania)와 오베론(Oberon) 으로서 1787년, 허셀이 발견하였다. 천왕성 대기의 조성은 수소 83%, 헬륨 15%, 메탄과 미량의 아세틸렌 그리고 기타 탄수화물로 되어 있다. 상층 대기에 있는 메탄은 붉은 빛을 흡수하여 천왕성이 청-녹색으로 보이도록 만든다. 천왕성의 대기권에는, 토성과 목성에서 위도를 따르는 줄무늬가 생생하게 나타나는 것과 흡사하게, 일정한 고도를 유지하며 달리는 구름들이 늘어서 있다. 중위도의 바람은 행성의 자전과 같은 방향으로 불고 있다. 이들 바람의 풍속은 초속 40내지 160미터 정도 이다. 무선 과학 실험에 의하면, 적도에서는 반대 방향의 바람이 약 100m/s의 속도로 불고 있는 것으로 밝혀졌다. 천왕성은 옆구리를 궤도면에 담그고 있다는 점에서 다른 행성들로부터 크게 차이난다. 이와 같은 비정상적인 자세는 태양계 역사의 초기에 행성 규모의 천체에 의해서 충격을 받았기 때문이 아닌가 하고 추측되고 있다. 보이저2호(Voyager 2)는 옆으로 구르기 때문에 나타나는 놀랄만한 작용 하나를 발견하였는데, 자전축으로부터 60도나 기울어진 자기장의 꼬리에서 그 효과가 나타난다. 자기장의 꼬리(magnetotail)는 행성의 회전에 의해서 꼬이고 마치 코르크마개를 빼는 나사와 같은 모습을 하고 행성 뒤로 길게 늘어져 있다. 자기장의 근원은 밝혀져 있지 않다. 한 때, 도전성(electrical conductive)이 있으며 고압으로 압축되어 있는 대양이 대기와 핵 사이에 놓여있다고 생각되었으나, 현재는 그 존재가 부정되었다. 지구나 다른 행성의 자기장은 용융 상태의 핵에서 전류가 발생하여 형성된다고 믿어지고 있다.
천왕성의 고리(Uranus' Rings) 1977년, 천왕성의 고리 7개가 처음으로 발견되었다. 보이저가 천왕성에 접근하는 동안 이들 고리를 촬영하고 측정하였는데 새로운 고리 두개와 작은 고리들이 더 있었다. 천왕성의 고리들은 목성(Jupiter) 과 토성(Saturn)의 것과는 판이하게 다르다. 가장 밖에 있는 입실론(epsilon)고리는 수 피트 정도 되는 둥근돌 모양의 얼음 으로 되어 있다. 미세한 먼지들 역시, 매우 엷게 고리들 사이로 퍼져 있는 것 처럼 보인다. 아마도 많은 수의 가는 고리들 혹은 아직 완성되지 않는 고리인 폭이 50미터 정도 되는 호(arcs)들이 있을 것으로 생각된다. 고리를 이루는 개개의 입자들은 낮은 반사율을 나타낸다. 적어도 입실론 고리는 회색을 띠는 것으로 나타났다. 위성인 코델리아와 오필리아는 입실론 고리에 대해서 양떼지기 위성(shepherd satellites)으로 작용한다. |
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소개(Introduction) |
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특 징 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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신화와 전설 |
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천왕성의 영어명 우라누스는 그리스신화에서 유래한다. 우라누스의 어머니 겸 아내는 가이아이다. 가이아는 대지의 여신으로 혼동 속에서 스스로 생겨났다. 가이아는 자신의 크기와 같은 하늘을 만들었는데 이것이 우라누스이다. 가이아는 우라누스와 결혼하여 타이탄족을 낳았는데 모두 무시무시한 괴물들이었다. 이것을 싫어한 우라누스는 자신의 아이들을 가이아 몸의 깊은 곳 타르타로스에 던져 버렸다. 덩치 큰 자신의 자식들이 괴로움으로 요동치자 가이아도 고통을 당하였다. 그러자, 가이아는 자식들에게 우라누스를 제거하자고 제안하였다. 모두들 거절하였으나 막내인 크로노스가 제의를 받아들여 가이아가 준비한 낫으로 우라누스의 생식기를 제거하였다. 그래서, 부부였던 가이아와 우라누스는 영원히 갈라서게 되어 이후로 하늘과 땅이 더 이상 섞이는 일이 없게 되었다고 한다. |
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고 리 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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천왕성에도 토성과 마찬가지로 고리가 있다. 이 고리는 우연히 발견되었다. 1977년 3월 10일, 천왕성이 멀리 있는 별을 가리는 식 현상이 일어날 예정이었다. 이 현상을 이용하면 천왕성의 크기나 대기 조성 등을 알 수 있게 된다. 인도양 상공에서 천왕성을 관측하고 있던 카이퍼 공중 천문대 관측팀은 예상보다 30분이나 빨리 식 현상이 일어나는 것을 발견하였다. 마치 깜빡이는 것처럼 배후의 별이 5번이나 보이지 않았다. 그 후 별은 천왕성 뒤로 들어갔으며 잠시 후 천왕성의 뒤에서 출현한 별은 다시 5번 보이지 않았다. 이것은 천왕성에 5개의 고리가 있다는 것을 나타낸다. 천왕성의 고리 1986년 1월 보이저 2호가 천왕성 가까이를 통과하면서 천왕성에 모두 11개의 고리가 있다는 것을 발견했다. 고리의 폭은 수십 km에 불과했다. 고리를 구성하고 있는 물질은 대부분 10m 이내의 작은 물질로 되어 있는 것으로 보인다. 고리는 상당히 어둡다. 이것은 고리를 구성하는 메탄 등이 방사선을 받아 검게 된 것으로 추정된다. 입실론 고리 안쪽에는 코데리아(1986U7), 바깥쪽에는 오피라아(1986U8)이 고리가 흩어지는 것을 막는다. 위 그림을 클릭하면 자세히 볼 수 있다. 천왕성의 고리는 토성의 고리처럼 폭이 넓지 않다. 이러한 폭이 좁은 고리가 안정되게 존재하는 이유는 고리를 사이에 두고 안쪽과 바깥쪽에서 공전하는 두 개의 작은 위성 때문이다. 고리의 바깥쪽에 있는 위성은 고리보다 공전속도가 느리다. 이 위성은 고리의 입자를 행성 쪽으로 밀어낸다. 반대로 공전속도가 빠른 안쪽에 있는 위성은 입자를 바깥쪽으로 밀어낸다. 그래서 두 위성이 고리의 입자가 흩어지는 것을 막게 된다. 입실론 고리는 가장 바깥쪽에 있는데 그 안쪽을 코데리아, 바깥쪽을 오피리아가 돌고 있다. 이 두 위성이 이런 작용을 하는 것으로 보인다. 다른 행성에서도 비슷한 경우가 있다. 토성의 F 고리는 판도라와 프로메테우스, 목성의 고리에는 아드라스테어와 메티스가 대표적이다. 천왕성의 다른 고리에서도 비슷한 역할을 하는 작은 위성이 있을 것으로 생각된다. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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