태양계 구성원

태양계 구성원

태양계는 태양과 태양의 영향권 냉에 있는 주변 천체로 구성된 계입니다. 항성인 태양 태양을 공전하는 행성 그 행성을 공전하는 위성, 그리고 왜소 행성과 소행성, 혜성, 카이퍼 대 천체를 비롯한 태양계 소천체, 행성 간 먼지로 구성되어 있습니다. 우리가 살고 있는 지구 또한 태양계 행성 안에 있습니다. 태양계의 구성원에 대해서 알아보겠습니다.

1. 태양계

행성에는 소행성 대보다 안쪽에 있는 수성, 금성, 지그 화성과 바깥쪽에 있는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 있습니다. 이들은 각각 지구형 행성과 목성형 행성이라 부릅니다. 지구형 행성은 암석으로 되어 있으며 위성이 없거나 수가 적습니다. 목성형 행성은 거대 기체 행성이라고 불리며 네 개의 목성형 행성은 태양을 제외한 태양계 질량의 99%를 차지합니다. 기체 행성이기 때문에 밀도가 상대적으로 낮은 반면, 많은 위성들을 거느리고 있습니다. 목성형 행성은 모두 고리를 두리고 있습니다.

2. 태양계 구성

2-1 태양

태양계의 중심에 위치한 G2형 별로서 항성 종족에 속합니다. 약 46억 년 전에 탄생해 앞으로 약 50 억년을 주계 열성 단계에 머물 것으로 예상됩니다. 표면 온도는 약 5,860K, 절대 등급은 +4.83입니다. 지름은 약 139만 2천 km로 지구보다 109배 크면, 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하지만, 각운동량으로 따지면 태양계 전체의 2%에 지나지 않습니다. 지구에서 평균 1억 4960만 km 떨어져 있지만, 지구는 태양을 타원 궤도를 따라 공전하기 때문에 1월 근일점에 있을 때 가장 가깝고 7월 원일점에 있을 때 가장 멀리 있습니다. 태양은 태양계를 중력적으로 지배할 뿐 아니라 중심핵에서 초당 6억 톤의 수소를 헬륨으로 바꾸는 수소핵 융합 반응으로 복사에너지를 방출합니다. 또한 태양풍이나 코로나 질량 방출과 함께 유출되는 자기장은 태양권을 형성합니다. 태양의 자전 때문에 행성 간 공간을 퍼져 나가는 자기력선이 나선 모양 구조를 이루는데, 이를 파커의 나선이라고 합니다. 행성 간 매질을 퍼져나간 태양 프라스마와 자기장은 행성의 자기장과 상호작용을 일으켜 오로라와 같은 현상을 일으킵니다.

2-2 행성

2-2-1 수성

태양에서 2.4AU 떨어져 있으며, 가장 가까운 행성입니다. 질량은 지구의 0.055배로 태양계 행성 중 가장 작은 행성입니다. 딸린 위성이 없고 대기 또한 아주 희박해 충돌 구와 계곡, 단층과 같은 지형이 그대로 보존되어 있습니다. 지구 자기장의 1%에 불과한 극히 약한 자기장이 있는 것으로 보아 내부의 핵과 맨틀은 고체상태인 것으로 예상됩니다. 수성의 공전궤도 이심률은 0.21로 태양계 행성 중에 가장 크며, 수성 궤도의 근일점 이동은 뉴턴의 고전역학으로는 설명할 수 없고 아인슈타인의 일반상대성이론으로만 설명 가능합니다.

2-2-2 금성

태양으로부터 거리는 0.7AU 공전 주기는 224.7일입니다, 태양에서 두 번째로 가까운 행성이며, 질량은 지구의 0.82배이며 위성은 없습니다. 그 크기뿐 아니라 구산염 맨틀과 철질 핵 등 여러 가지 특성이 지구와 가장 비슷합니다. 그러나 짙은 대기 때문에 반사도가 가장 높고 표면 대기압은 지구의 90배나 됩니다. 가장 밝은 때 겉보기 등급이 -4,6등급에 이릅니다. 대기 중 온실 기체의 양이 많아 표면 온도는 섭씨 400도에 달하며 자기장이 없지만 특이하게 이온권이 발달되어 강력한 태양풍으로부터 보호받습니다. 금성의 자전주기는 243일로 태양계 행성 중 자전이 가장 느리며 방향도 다른 행성들과 반대입니다. 금성이라는 이름은 오행 중 하나인 '금'에서 유래했으며, 태백성으로도 불립니다. 금성은 보이는 기간에 따라 저녁 무렵에 나타날 때에는 장경성, 새벽 무렵에 보일 때에는 샛별 혹은 계명성이라고 부릅니다.

2-2-3 지구

태양으로부터 1AU 떨어져 있으며 우주에서 생명체의 존재가 증명된 유일한 체체입니다. 현재에도 지질학적 활동이 활발한 유일한 행성이며 1개의 위성을 가지고 있으며 태양계에서 모 행성과 위성의 질량비가 가장 큽니다. 대기 구성 비율로는 질소가 가장 많지만 식물이 일으키는 광합성 덕분에 산소의 함량이 21%나 됩니다.

2-2-4 화성

태양으로부터 1.5AU 떨어져 있으며 4번째로 가까운 행성입니다. 질량은 지구의 0.107배이며 얇은 대기가 있는데 주로 이산화탄소로 이루어져 있습니다. 화성은 데이모스와 포보스라는 2개의 위성이 있습니다. 최근까지 지질학적 활동이 지속된 흔적이 있으며 태양계에서 가장 높은 화산인이 있으며 표면이 붉게 보이는 것은 토양에 산화철이 풍부하기 때문입니다.

2-2-5 목성

태양에서 5.2AU 떨어진 곳을 공전하는 태양계 행성 중 가장 크고 무거운 행성입니다. 자전주기는 9시간 55분으로 짧으며 질량은 지구의 318배로 다른 모든 행성들을 다 합친 것보다 2.5배 큽니다. 주로 수소와 헬륨으로 구성된 기체 행성인데 목성과 구조가 유사한 외행성을 목성형 행성이라고 부릅니다. 자전 속도가 빠르기 때문에 적도와 나란한 줄무늬 형태의 어두운 띠와 밝은 대가 특징적으로 보입니다. 대적반이라는 고기압성 폭풍은 최소한 350년 이상 존재한 것으로 알려져 있습니다. 대적반은 약 6일 주기로 반시계 방향으로 회전하며, 크기는 24~40,000km x 12~14,000km로, 지구가 두세 개 들어갈만한 크기입니다. 목성에는 얇은 고리가 있으며 위성 수가 가장 많은 행성입니다. 현재 알려진 숫자는 79개 이중 가장 큰 가니메데, 칼리스토, 이오, 유로파는 갈릴레오가 발견해 갈릴레오의 위성리라고도 불립니다. 가니메데는 태양계 위성 가운데 부피와 질량이 가장 크며, 수성보다도 큽니다. 목성의 자기장은 지구의 그것보다 14배나 강하며 이는 태양흑점을 제외하고 태양계에서 가장 강합니다. 목성의 자기권 꼬리는 거의 토성의 궤도에 이릅니다.

2-2-6 토성

태양으로부터 9.5AU 떨어진 곳에 위치한 목성형 행성이며 자전주기는 10시간 47분 6초입니다. 토성의 가장 큰 특징은 뚜렷한 고리입니다. 질량은 지구의 95배, 밀도는 태양계 행성 중 가장 낮아 비중이 물보다 작습니다. 토성의 표면 중력은 지구와 비슷하며 현재 알려진 위성의 수는 62개, 이중 타이탄과 엔켈라두스에는 얼음 물질을 뿜어내는 화산 활동이 활발하게 일어나고 있습니다. 특히 타이탄은 태양계 위성 가운데 유일하게 짙은 대기에 둘러싸여 있습니다.

2-2-7 천왕성

태양에서 19.2AU 떨어진 곳에 있고 목성형 행성목성형 행성 가운데 가장 가벼우며 질량은 지구의 14배입니다. 천왕성의 자전축은 황도면에 대해 97.9도 기울어져 누운 상태로 공전합니다. 천왕성의 중심핵은 다른 목성형 행성에 비해 매우 차가우며 방출하는 열이 적은 것이 특징입니다. 천왕성의 고리는 태양계에서 두 번째로 토성 다음에 발견되었습니다. 천왕성은 허쉘이 1781년 3월 발견했는데 천체망원경으로 처음 발견한 행성입니다. 수성, 금성, 화성, 목성, 토성 외에 인류가 처음 망원경으로 발견해 태양계의 지평이 확장된 의미 있는 행성입니다.

2-2-8 해왕성

태양에서 30AU 떨어진 태양계에서 가장 밖에 위치한 행성입니다. 질량은 지구의 17배에 해당하며 해왕성의 위성 가운데 트리톤은 태양계 위성 중 유일하게 역방향으로 모 행성을 공전합니다. 천왕성과 해왕성은 목성형 행성이지만 기체 성분이 전체 질량의 10% 정보밖에 되지 않으며 얼음 물질의 비중이 높은 편입니다. 질량의 대부분이 메테인, 물, 암모니아로 된 얼음이 차지합니다. 해왕성은 수학적 계산으로 그 궤도를 예측해서 발견된 태양계에서 유일한 행성입니다. 부봐르는 천왕성의 공전궤도에 섭동을 일으키는 행성의 존재를 미리 예측했고 르베리에가 이를 계산했습니다. 1846년 갈레는 해왕성을 발견하는 데 성공했으며 1989년 보이저 2호는 해왕성에서 목성의 대적반과 비슷한 대 흑점을 발견했습니다. 그러나 대 흑점은 대적반처럼 수백 년 동안 안정적인 구조를 유지하지 못하는 것으로 예측됩니다.