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흥미로운 과학이야기

태양계 마지막 행성 : 해왕성

by 꼬꼬망이 2023. 10. 31.

태양계 마지막 행성 : 해왕성

바다의-신-아름다운-해왕성

 

 

태양계 8번째 행성인 해왕성은 명왕성이 행성의 지위에서 물러나면서 태양계 가장 끝자리에 위치한 마지막 행성으로 존재한다.

 

해왕성은 행성 중 유일하게 관측에 의한 발견이 아닌 계산에 의한 발견으로 행성 타이틀을 얻었는데, 실제 해왕성은 절대로 육안으로는 볼 수 없는 가시등급을 가지고 있다.

 

해왕성의 발견은 천왕성의 궤도에 이상현상으로 인해 또 다른 행성의 존재가 제기되었고, 그 영향을 준 행성의 위치를 계산하며 관측된 행성이다. 

 

천왕성과 똑 닮은 행성으로 바다색의 푸른빛을 띠며 줄무늬가 관측된다. 해왕성은 구조가 천왕성과 매우 비슷할 것으로 추정된다. 얼음과 암석들로 이루어져 있고 바깥층에 메테인이 존재하여 밝은 푸른빛을 띠는 것으로 보인다.

 

해왕성의 지름은 49,244Km 8개의 행성 중 4번째로 큰 행성이며, 질량은 지구의 17배로 태양계 행성 중 3번째를 차지하는 거대행성이다. 해왕성은 모항성인 태양과의 평균거리가 45억 1,300만 km로 지구와 태양거리의 30배 정도 멀리 떨어진 행성이다.

 

밀도 1.63으로 낮은 편이고, 중력 11.15로 지구보다 약간 높은 편이다. 자전주기는 16시 6분으로 천왕성보다 큰데 주기는 더 빠르다. 자전속도는 적도기준 9,660km/h의 속도로 회전하고 있다.

공전주기는 약 164년 10개월 보름으로 해왕성이 발견되고 나서 2011년에 태양을 딱 한 바퀴 돌았다.

 

해왕성의 자전축의 기울기는 28.32도로 지구와 유사한 기울기를 갖고 있다. 따라서 공전과정에서 4계절이 나타나는데, 160년이라는 공전시간으로 따져보면 봄, 여름, 가을, 겨울이 40년씩 지속된다.

 

천왕성과 해왕성의 구조를 보면 메테인이 존재하고 메테인이 분해되면서 탄소가 다이아몬드 결정이 되어 핵에 가라앉는 구조하는 추측도 있다. 다이아몬드 바다와 다이아몬드 비라는 내용이 천왕성과 해왕성을 검색하면 심심치 않게 따라 나오는데, 메테인이 고압의 환경에서 다이아몬드 결정으로 변화하는 모델링을 통해 추론한 결과이다. 진짜라면 너무 신기하고 굉장한 일이 아닐까 한다.

 

천왕성과 가장 큰 차이는 기후인데, 실제로 보이저 2호가 탐사했을 때도 해왕성에는 대흑점이라고 하는 거대폭풍도 존재하고 기상현상과 바람이 다양하게 존재함을 포착했다. 바람의 최대속도는 초속 600미터까지 나온다.

 

천왕성이 잔잔한데 반해 해왕이성이 보다 활발한 기상현상을 보이는 것이 해왕성 내부열로 보고 있다. 실제로 두 행성의 표면온도는 비슷하지만 해왕성이 더 따뜻하다. 해왕성이 천왕성보다 태양에서 1.5배는 더 멀리 있지만 표면온도가 비슷한 것, 천왕성이 가장 추운 행성인 이유도 내부열 때문인데, 그로 인한 기상현상이 일어난다고 보고 있다. 다만 내부열의 원인은 여러 가지 추측만 있을 뿐 아직은 알 수 없는 영역이다.

 

해왕성은 바깥궤도에 존재하는 카이퍼대에 영향을 주고 있는데, 목성의 중력권이 소행성대를 지배하듯이 해왕성의 중력권이 카이퍼대를 지배하고 있다. 카이퍼대는 명왕성이 속해있는 왜소 행성체들이 원반형태로 공전하는 영역이다. 이 카이퍼대의 명왕성족의 천체들은 해왕성과 2:3 궤도 공명을 이루고 있고 이 때문에 수많은 천체들과 충돌을 일으키지 않고 지금까지 유지하고 있다.

 

해왕성도 목성형 행성답게 고리를 가지고 있는 행성인데, 토성에 비해 매우 미약하고 불안정하다. 주변 천체의 중력에 의한 현상이지 않을까 추측되고 있다. 보이저 2호의 촬영으로 확인되었다.

 

해왕성의 위성은 현재까지 14개 발견되었는데, 제1위성은 트리톤으로 해왕성 위성들의 전체질량의 99%를 차지할 정도로 무겁고, 해왕성의 위성중 구체를 유지할 정도로 크고 무거운 유일한 위성이다.

 

해왕성 역시 천왕성과 마찬가지로 보이저 2호에 의한 탐사가 유일한 탐사고 이후는 관측으로만 정보를 누적한 행성이지만 그나마 천왕성보다 정보가 많은 이유는 해왕성이 태양계 마지막 행성인 이유로, 보이저 2호의 마지막 임무가 그냥 태양계 밖으로 지나가긴 아깝고, 해왕성에 추락하는 것도 무관하니 해왕성과 트리톤 사이를 근접통과하는 것으로 결정되었고 근접촬영에 의한 정보와 자기장 존재, 활발한 기후 활동 등 여러 가지 정보를 전송했다.

 

그렇다 해도 목성이나 토성만큼 관심도 많고, 많은 정보가 있는 행성은 아니다. 해왕성은 태양계 마지막 행성으로 궤도 밖에 있는 행성이 되지 못한 태양계 천체들과도 공명하고 있기 때문에 그에 대한 탐사는 태양계와 지구를 더 많이 알 수 있고 탄생의 비밀을 밝혀내는 중요한 정보가 될 수 있다.

 

앞으로 더 많은 정보와 새로운 사실들을 알 수 있게 되길 기대해 본다.