푸른빛의 오묘한 행성, 천왕성

푸른빛의 오묘한 행성, 천왕성

이번호에서는 천왕성의 모든 것을 알아보자

Uranus (천왕성) 이라는 이름의 유래

  Jérôme Lalande은 이 천왕성을 발견한 Herschel 경의 이름으로 이 행성의 이름을 붙이자고 했으나 Johann Elert Bode 가 반대하였다. 그는 토성 (Saturn) 의 아버지자 목성(Jupiter) 의 할아버지인 우라노스(Uranus) 의 이름을 따서 붙이자고 강력하게 우겨서 결국 Uranus 가 이 행성의 이름으로 정해졌다.

Uranus , 천왕성
PLANET INFO

궤도둘레 :120.51 AU
태양까지의 거리 : 19.191 AU (28억 7천만km)
공전주기 : 30707.48일
평균공전속도 : 6.795 km/s
자전주기 : 17 시간 14 분 24 초
자전속도 : 9320km/h (적도를 기준)
위성 수 : 27개
적도지름 : 51118  km
부피 : 6.834×10¹³ km³ (지구의 63배)
질량 : 8.6832×10²⁵ kg (지구의14.5배)
평균 밀도 : 1.318 g/cm³
적도중력 : 8.69m/s² (0.886G)
대기압 : 120kPa
대기성분 : 수소 83% , 헬륨 약 15% , 메탄 2%

  해왕성과 비슷한 대기 구성성분을 가지고 있는 이 천왕성은 다른 목성이나 토성과 같은 가스행성과는 다르게 'ice giants' 라고 구분되어 있다. 천왕성의 대기구성성분은 수소와 헬륨으로 주로 구성되어 있으며 다른 행성에 비해서 'ice' 의 비율, 즉 얼음, 암모니아, 메탄의 비율이 높다. 천왕성은 태양계에서 존재하는 다른 어떤 행성들 보다도 온도가 낮은데 그 온도가 무려 49k (-224.15℃) 이다.   다른 가스행성들 처럼, 천왕성도 많은 수의 위성들이 있으며, 작지만 고리가 있다.

  천왕성의 발견은 1690년으로 거슬러 올라간다. John Flamsteed 는 최초로 천왕성을 본 사람으로 목격되는데, 그는 이 천왕성을 단지 황도십이궁의 하나인 황소자리의 별로 착각하였고 최소한 6번 이상은 관측하였다고 전해진다. 프랑스 천문학자  Pierre Lemonnier 는 1750년 부터 1769년 까지 12번 이상 그 천왕성을 관측하였다. William Herschel 경은 1781년에 천왕성을 관측하였고, 그 행성을 '혜성' 이라고 왕실 과학협회에 통보하였다. Herschel 은 계속하여 천왕성을 '혜성' 이라고 주장하는 동안 러시아 천문학자  Anders Johan Lexell 은 태양으로부터 지구 까지 거리의 18배 정도 달하는 거리에 이 천왕성이 위치해있다고 측정하였다. Lexell 은 여태까지 관측된 어떤 혜성도, 근일점이 태양과 지구사이의 거리보다 4배 이상 먼 혜성은 없었다며, Herschel 의 주장을 부정하였다. 독일 천문학자  Johann Elert Bode 는 이 천왕성의 공전궤도가 거의 원형에 가까운데 반면 혜성은 공전궤도가 타원형에 가깝다며 이 천왕성은 새로운 '행성' 일 것이다 라고 통보했다. 곧 이 천왕성은 많은 천문학자들 사이에서 새로운 행성이라고 일컫어 졌으며 1783년에 Herschel은 이 것이 행성이라는 사실을 인정했다.

  천왕성은 태양 주위를 84년의 한번씩 돈다. 즉, 공전 주기가 무려 84년이나 된다는 것이다. 또한 천왕성은 태야으로 부터 30억 km 나 멀리 떨어져 있다. 천왕성은 자전축이 98도나 기울어져 있다. 만약 어떤 사람이 천왕성에 산다면(그럴 가능성은 없지만), 그는 자신의 인생에서 생일을 한 번 밖에 맞지 못하며, 42년 동안은 평생 낮으로, 42년 동안은 평생 밤으로 살아가야 할 것이다.

  천왕성에서도 잘 보이지는 않지만 고리가 있다. 1789년에 William Herschel 이 천왕성의 고리를 보았다고 했지만 2세기 동안 그가 보았다는 천왕성의 고리는 다른 천문학자들에게서 발견되지 못하였다. 그 후  1977년에 James L. Elliot, Edward W. Dunham, and Douglas J. Mink, 이 4 사람이  Kuiper Airborn 천문대에서 실질적으로 천왕성의 고리를 관측하였다. 천왕성에 고리에서도 여러가지 종류가 있다. 보통 토성은 알파벳 (a,b,c) 를 따서 이름을 붙였지만,천왕성의 경우,그리스 알파벳(α,β,γ)을 따서 이름을 붙였다.
 

천왕성의 위성

  천왕성에게서도 꽤 많은 수의 위성이 돌고 있다. 현재 알려진 바로는 27개의 위성들이 천왕성 주위를 돌고 있는데, 처음 2개의 위성 (Titania 와 Oberon) 은 우리의 유명한 William Herschel 이 1787년에 발견하였다. 그 후 1851년과 1852년에 William Lassell 은 2개의 위성을 더 발견했는데, 이는 각각 Ariel 과 Umbriel 이였다. 1986년에 보이저 2호가 천왕성 주위를 발견하면서 무려 10개의 위성들을 발견하였다. 그 후 허블 망원경에 의해서 2개의 위성이 더 발견되었다. 천왕성은 놀라게도 가스 행성중에서 불규칙한 모양의 위성을 가지지 않은 유일한 행성이다. 그 위성들 중 몇 가지만 살펴보도록 하자.

티타니아 (Titania)

1787년 1월 11일에 William Herschel 에 의해 발견되었다. 티타니아는 지름이 1577km 이며, 평균적으로 표면 온도는 영하 213℃ 로 매우 낮다. William Herschel 은 그 후 3개의 위성들을 더 발견했다고 하지만, 그가 발견한 Oberon 빼고는 다 가짜였다. 티타니아는 50%가 얼음, 30%가 규산암 (silicate rock) , 20% 가 메탄으로 이루어져있다. 지표면에는 지구의 그랜드 캐니언 만한 협곡이 있다. 또한 달 처럼 매우 많은 크레이터 들이 있다.

미란다 (Miranda)

  1948년 Gerard Kuiper 에 의해 McDonald 천문대에서 발견되었다. 이름은 세익스피어의 희곡 'The Tempest' 에 나오는 Prospero 의 딸에서 부터 이름을 따왔다. 반지름은 245km 로 작은 위성이며, 표면온도는 영하 214℃ 이다. 미란다의 표면은 대부분 얼음이며, 약간의 규산암을 포함하고 있다. 미란다의 표면은 옆의 사진으로 보듯이 울퉁불퉁 한데, 이는 이전의 지질학적 활동에 의해서 만들어진 것 이라고 한다.




천왕성 탐사선

  천왕성은 지구로 부터 상당한 거리에 위치하고 있기 때문에 여태까지 1개의 탐사선, 보이저 2호 밖에 지나가지 못했다. 보이저 2호는 1986년 1월 24일에, 천왕성에 가장 가까히 접근했는데, 천왕성의 온도를 측정하고, 천왕성의 하루의 길이를 쟀으며, 10개의 위성들을 더 찾아내었다. 또한 보이저 2호가 천왕성에 도착하기 전 까지 몰랐던 천왕성의 자기장의 세기도 측정되었다.