태양계 여섯 번째 행성 : 토성

태양계 여섯 번째 행성 : 토성

가장-많은-위성을-가진-토성

태양계에서 목성 다음으로 큰 행성인 토성은 태양으로부터 여섯 번째에 위치하고 있는 아름다운 행성입니다.

 

영화 인터스텔라에서는 인위적인 웜홀이 토성 주변에 배치되어 그 웜홀을 이용해서 외부은하로 여행을 했고, 돌아올 때도 토성 주변에서 발견되었다는 내용이 있죠. 그런 영화적 배경에도 쓰였던 토성은 어떤 매력적인 행성인지 알아보도록 하겠습니다.

 

토성 역시 목성형 행성으로 분류되는 행성이고 태양계에서 두 번째로 큰 행성이니 크기는 역시 어마어마합니다. 적도지름이 120,536km로 목성보다 약 2만 정도 작습니다. 둘레는 378,675km로 역시 어마어마하게 큰 행성입니다. 다만 크기는 부피기준 지구보다 763 배지만 질량이 지구의 95배 수준밖에 안 돼서 밀도는 굉장히 낮은 행성입니다. 때문에 밀도가 0.68 정도밖에 안 됩니다. 목성만 한 그릇에 물을 가득 담아 토성을 넣으면 토성이 물 위에 뜰 수 있다는 말이 된다. 다만 목성에 물을 가득 담을 만큼의 물이 존재한다 해도 이미 그 물은 액체상태일 수가 없다는 게 현실이다.

 

자전속도 역시 목성형 행성답게 매우 빠른 속도로 돌고 있습니다. 토성의 하루주기는 10시간 47분으로 지구가 한 바퀴 돌 때 두 바퀴는 돌고도 여유가 있네요. 속도로 계산하면 초당 9.87km의 속도로 회전하고 있습니다. 시간으로 환산하면 35,500km/h으로 초고속 제트기 x-43의 최고속도가 11,854km/h였던 점을 생각하면 그보다 약 3배는 빠른 속도로 회전하고 있는 행성입니다.

 

중력은 크기와 질량에 비해 신기하게도 지구와 비슷한 수준의 중력을 갖고 있습니다. 10.44의 중력가속도를 가진 행성입니다. 토성은 목성형 행성이기 때문에 목성과 상당히 비슷한 점을 많이 갖고 있습니다. 내부에 대한 탐사나 연구가 여러 워 관측이나 전파에 의한 추측이 대부분이지만 목성과 마찬가지로 수소와 헬륨이 대부분을 차지하고 있는 대기와 표면에는 액화수소층이 있을 것으로 추측하고 있습니다. 대기 조성의 93%가 수소 6.7가 헬륨으로 보고 있고 표면온도는 영하 180도를 기록할 정도로 추운 행성입니다.

 

태양과 거리가 멀 기 때문인데, 지구가 받는 태양복사에너지의 1/00 정도만이 토성에 도달합니다. 태양과의 거리가 멀 기 때문에 공전주기도 굉장히 길어 29년 6개월 정도에 태양주위를 한 바퀴 돌고 있습니다.

 

토성의 특이한 점은 목성형 행성들은 자전속도와 구성물질의 특성 때문에 완전한 구체보다 조금 더 납작한 구체를 이루고 있는데, 토성이 그중에서도 가장 납작한 행성입니다. 극반지름과 적도반지름의 차이가 90% 정도 차이 나고 육안으로도 납작하게 보일정도입니다.

 

토성역시 가로줄무늬가 아름답게 보이는 천체인데 목성처럼 대기의 소용돌이에 의한 현상이다. 그 말은 토성역시 내부가 안전한 행성은 아니라는 뜻이다. 적도표면에서는 시속 1800km의 강풍이 불고 있다. 목성의 대적반이 500km/h 인 것으로 보면 3배 이상의 빠른 강풍이다. 아마 지구상의 그 어떤 것도 바람과 압력을 견뎌내지는 못할 것이다. 북극에는 육각구름이 관찰되는데 원심력에 의한 현상으로 보이는 매우 신비로운 현상이다.

 

목성형 행성의 특징 중 다수의 위성이 존재한다는 점인데, 앞서 말했듯이 목성보다도 많은 145개의 위성을 가지고 있는 행성이다. 토성의 위성은 대다수가 얼음으로 구성되어 있다고 알려져 있다. 그중 타이탄이 가장 유명한 위성인데, 처음 발견된 위성이면서 목성의 가니메데에 이은 태양계에서 두 번째로 큰 위성이기 때문이다. 중력은 낮지만 온도가 낮은 탓에 대기도 갖고 있는 위성이다. 앞으로도 토성의 위성은 더 발견될 가능성이 있다.

 

토성이 아름다운 가장 큰 이유는 고리 때문인데, 토성의 표면으로부터 상공 7만 km~14만 km에 위치하고 있다. 고리의 모양은 레코드만을 보는 것처럼 여러 개의 고리가 적도상공에 얇게 펴져있는 듯 존재한다. 고리의 두께는 위에 언급한 것처럼 70,000km 정도인데, 지구의 직경이 12,742km인 것을 생각하면 고리만으로도 모아두면 지구를 몇 개나 만들 수 있는 물질량이 될 것이다.

 

토성의 고리는 대체로 먼지입자와 얼음알갱이로 구성되어 있는데 얼음의 크기는 아주 작은 것부터 집채만 한 것까지 존재한다. 고리는 토성의 인력에 의해 토성 주변을 돌고 있는데, 대다수의 천문학자들은 토성 형성 당시 잔해들이 따라 돌고 있는 것으로 보고 있고, 일부 천문학자들은 위성들의 잔해가 고리를 만든 것이라고 주장하고 있다.

 

태양이 만들어질 때 성운 주변을 이루는 물질들이 서로의 인력에 의해 행성을 만들어 내었듯이, 토성의 고리도 토성이 형성될 당시 잔해들이 고리를 형성하고 있고 이들도 서로의 인력으로 토성의 위성을 만들지 않을까 까라는 생각이 들기도 한다.

 

마지막으로 토성은 아주 강한 자기장을 형성하고 있는데, 토성 내부 액체수소층과 매우 빠른 자전으로 인해 생기는 강력한 자기장은 목성 자기장보다 72배나 강하다. 지구에 비해서는 576배나 강한 자기장 수치라고 한다. 태양풍은 잘 막아줄 것 같지만 내부에서 자기장의 영향을 이겨내는 기계가 있을까 의문이다.

 

밤하늘에서 수성보다 밝게 보이고, 가장 가벼운 행성, 가장 납작한 행성, 위성이 가장 많은 행성, 고리가 가장 아름다운 행성 등, 가장이라는 수식어가 많은 토성의 비밀이 조금 더 밝혀지는 날을 기대해 본다.