2부 행성과 달
제7장 태양계(Solarsyatem)
7-1. 다른 행성은 지구와 비슷한 환경일까. 지구형 행성과 목성형 행성
지금까지 우리는 우주를 탐구하기 위한 기초지식을 살펴봤다. 이어 우주 한쪽에 있는 우리의 고향 태양계를 출발점으로 살펴보자. 앞으로 알아가겠지만 별은 거대한 가스구름과 성간먼지(hugegascrouds and interstlardust) 속에서 만들어진다. 우리의 태양계도 약 46억 년 전 이런 과정을 거쳐 이뤄졌을 것이다.
아래 그림 왼쪽은 지구에서 1500광년 떨어진 오리온 성운 일부를 확대한 사진이다. 더 크게 본 오른쪽은 폭이 약 0.14광년에 불과한 지역으로 밝고 어두운 부분은 별이 만들어져 있는 곳이며, 둘러싸고 있는 검은 지역에서는 지구나 목성과 같은 행성들이 생겨나고 있을 것이다. 한국의 태양계도 이런 환경에서 생겨난 것으로 보인다.
그림 7-1-1 별과 행성이 만들어진 오리온 성운
태양계에는 태양과 9개의 행성이 있다(*이 책이 출간될 당시에는 명왕성을 포함한 9개였으나 나중에 명왕성은 행성에서 제외되었으므로 ‘8개의 행성’이라고 해야 한다. 그러나 이 요약에서는 원본에 기재된 내용에 충실하여 9가지로 표시하므로 오해가 없기를 바란다. 이들 행성은 태양 근처에서 공전하고 있는 수성 금성 지구 화성과 밖에 크게 타원을 그리며 태양을 돌고 있는 목성 토성 천왕성 해왕성 명왕성으로 구성된다.
아래 그림은 행성의 궤도를 가리키며 행성의 실제 크기와 다르다. 즉 가장 큰 목성을 이 그림의 크기대로 줄여 보여주면 0.0003cm(머리카락 굵기의 1/200)에 불과하기 때문에 현미경이 아니면 볼 수 없을 것이다. 또 태양에서 지구까지의 거리는 시속 1000km 비행기로 17년 걸리는 거리다. 태양계는 매우 크고 텅 빈 공간이다. 행성은 16세기에 케플러가 발견한 것처럼 타원을 그리며 태양을 돌고 있는데, 그 기울기는 거의 1(원)에 가깝다(수성과 명왕성을 제외). 모두 시계방향으로 돌고 있으며 태양의 적도와 매우 가까운 각도에 있다.
그림 7-1-2. 태양계(가장 바깥쪽은 명왕성, 안에 해왕성, 천왕성, 토성, 목성, 화성, 지구, 금성, 수성)
표 7-1-1. 태양에서 본 행성의 거리, 공전 주기(Orbital period), 공전 기울기(Eccentricity) 및 타원 정도(Inclinatuintotheecliptic). 위에서부터 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 명왕성.
행성은 구성 성분에 따라 두 종류로 나뉜다. 하나는 수성, 금성, 화성과 같은 지구형 행성으로 지구와 비슷하게 단단하며 지구처럼 산과 화산, 평야 등이 있다. 적절한 우주복을 입었다면 그 표면에 서 있을지도 모른다.훨씬 밖을 돌고 있는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 목성과 비슷한 것으로 목성형 행성으로 불린다. 이들은 가스(주로 수소와 헬륨)와 액체로 구성돼 있으며 우리가 보는 것은 사실 밖을 둘러싸고 있는 구름이다. 명왕성은 얼음과 바위로 이루어져 있다.
그림 7-1-3 행성의 다양한 모습(크기는 비교하지 않음) 위의 그림은 왼쪽부터 수성, 금성, 지구, 달, 화성. 아래 그림은 해왕성, 명왕성, 토성, 목성
그림 7-1-4. 태양의 크기와 비교한 행성의 크기
표7-1-2. 행성의 크기 비교
가장 큰 행성인 목성은 지름이 지구의 11.2배이고 질량은 317.8배에 이르지만 같은 부피의 무게끼리 비교한 평균 밀도는 0.24(=1330/5515)에 불과하다.마치 물(밀도: 1000kg/cm^3)보다 밀도가 높은 물체가 물에 가라앉듯이 지구 표면은 바위(평균 밀도 3000kg/cm^3)로 덮여 있다. 지구의 평균 밀도는 5520kg/cm^3이므로 지구 내부는 훨씬 무거운 물체로 채워져 있다.
- 이 글은 W.J. Kaufmann II & R. Freedman이 쓴 “Universe”(5판, Freeman Company, 1999년)의 내용을 요약한 것입니다. 그 외 인터넷 검색에서 일부 내용과 사진 자료 등을 추가하였습니다.
- ** 이 책이 출간된 이후 20년 동안 많은 과학적 발전이 있었기 때문에 일부 내용은 달라졌을 수 있습니다.