[박종진의 과학 이야기] 위성

박종진

우주는 별로 이루어져 있다. 별은 한자로 항성(恒星, star)이라고 하며 그런 별이 수천억 개씩 무리 지은 것을 은하(galaxy)라고 한다. 특히 우리의 별인 태양이 속한 은하를 은하수(Milky Way)라고 하는데 그런 은하가 약 2조 개가 모여서 우주(Universe)가 된다니 참 놀랍다.
 
별이란 핵융합을 하여 빛과 열을 내는 천체를 말한다. 우리가 아는 별 중에서 가장 친숙한 것이 바로 태양인데 만약 북극성 근처에서 태양을 본다면 밤하늘의 여느 별처럼 반짝거리는 작은 별에 지나지 않을 것이다.  
 
그런 별 주위를 공전하는 천체를 행성((行星, planet)이라고 하는데 태양의 경우에는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 총 여덟 행성이 공전하고 있다. 맨 외곽을 돌던 명왕성은 2006년에 왜행성으로 분류되어 제외되었다.
 
위성(衛星, satelite)이란 행성 주위를 공전하는 천체를 말한다. 그러므로 위성은 행성 주위를 돌고, 행성은 항성을 공전한다. 우리가 사는 지구의 예를 들면, 달은 지구를 돌고, 지구는 태양을 공전한다. 태양과 같은 별들이 수천억 개가 모여서 은하가 되고, 그런 은하가 약 2조 개가 모여서 비로소 우주를 이룬다.  
 

태양을 가장 가깝게 도는 수성과 금성에는 위성이 없다. 그 다음 궤도를 도는 지구에는 달이라는 이름의 위성이 단 하나 있다. 달은 위성이기에는 그 덩치가 너무 커서 어떻게 보면 한 쌍의 행성이라고 볼 수도 있지만, 달은 지구의 위성이 맞다.  
 
지구 바깥쪽을 도는 화성에는 위성이 두 개 있다. 태양계에서 가장 덩치가 큰 목성에는 총 95개나 되는 위성이 돌고 있는데 지구의 위성인 달 말고 다른 행성에서 발견된 최초의 위성이 목성 바로 곁을 공전하는 4개의 위성으로 망원경 성능을 높인 갈릴레이가 발견한 까닭에 갈릴레이 위성이라고 부른다.  
 
그 다음 궤도의 토성 주위에는 무려 145개의 위성이 돌고 있다. 이 정도쯤 되면 일일이 이름 붙이기도 힘들어진다. 2019년에 토성의 위성 20개가 한꺼번에 발견되더니, 2023년 2월에 목성의 위성 12개가 새로 추가되었다가 2023년 5월에 다시 토성의 위성이 62개나 무더기로 발견되었다.  
 
태양계의 외곽을 공전하는 천왕성에는 27개의 위성이 있고, 마지막 행성인 해왕성에는 14개의 위성이 공전한다. 게다가 왜행성이나 소행성을 공전하는 위성도 확인되고 있는데 가장 작은 것은 지름이 45m에 불과한 것도 있다.
 
태양계가 형성되던 초기, 중심에 태양이 자리를 잡고 그 주위에 태양을 공전하는 원시 행성들이 생겼다. 그리고 남은 물질이 태양풍에 밀려 멀어지면서 근처에 있던 행성의 중력에 붙잡혀 만들어진 것이 위성이다. 따라서 태양에 가까운 행성의 경우에는 빠른 속도로 지나치는 먼지를 많이 놓치게 되므로 당연히 위성 수가 적고, 태양에서 먼 행성일수록 곁을 지나는 먼지의 속도가 줄어들어서 행성의 중력에 포획되기 쉬운 까닭에 위성의 숫자가 많다.  
 
그런 까닭에 태양에서 가장 가까운 수성과 금성에는 위성이 아예 없고, 태양에서 멀리 떨어져 있는 목성과 토성은 많은 위성을 가지게 되었다. 물론 목성과 토성은 큰 덩치에서 생긴 강한 중력이 주변을 지나치는 물질을 많이 붙잡을 수 있었다. (작가)
 

박종진