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박종진의 과학 이야기- 태양의 끝자락

밤하늘에 빼곡히 빛나는 별 사이로 은하수가 흐르는 것이 보인다. 하늘에 꽉 차 있는 별은 전부 우리 은하에 속한 별이다. 우리 은하의 이름은 은하수인데 태양과 같은 별 약 2~4천억 개가 모여있다고 추측한다. 은하수와 가장 가까운 이웃 은하는 안드로메다은하로 은하수의 약 2배 정도 크기다. 만약 안드로메다은하에 사는 친구가 그곳에서 은하수를 보면 두 은하 사이의 거리가 너무 멀어서 은하수는 마치 작은 별 하나처럼 반짝이고 있을 것이다. 지구의 밤하늘에 마치 별처럼 반짝이는 안드로메다은하의 모습이 그 증거다.     안드로메다은하는 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 몇 안 되는 은하 중 하나다. 더 멀리 떨어진 은하는 망원경으로 봐야 흡사 하나의 별처럼 반짝이는 모습을 볼 수 있다. 은하수 은하에 산재한 수 많은 별 중 하나가 우리의 별인 태양이고 각각의 별은 그들만의 행성을 갖기도 하는데 태양이란 별에는 여덟 개의 행성이 그 주위를 공전한다.     태양에서 가장 멀리 떨어져 있는 행성인 해왕성은 중심성으로부터의 거리가 자그마치 45억km나 되는데 지구를 출발한 보이저 2호는 12년 걸려서 해왕성을 지났다. 한 달 늦게 떠난 형제 우주선 보이저 1호는 지금까지 47년 동안 날아서 태양에서 244억km 되는 곳을 비행하고 있는데 이는 빛이 22시간 걸리는 먼 곳이다. 현재 보이저 1호가 날고 있는 곳을 별과 별 사이의 공간이란 뜻에서 성간(星間)이라고 한다.     지금은 왜소행성으로 격하된 명왕성의 궤도부터 카이퍼벨트라고 부르는데 명왕성 같은 왜소행성뿐만 아니라 얼어붙은 암석 덩어리도 수없이 많이 떠다니는 곳으로 태양 빛조차 6시간 걸려야 도착한다. 대체로 얼음 덩어리나 운석이 주를 이루는데 태양계가 형성될 때 행성이 되지 못한 것들이 모여있는 곳이다. 얼음 조각 하나가 태양의 중력에 끌려 태양계 안쪽으로 들어온 것을 혜성이라고 하는데 지구에서 관찰할 때 긴 꼬리를 갖는 모습으로 보이는 천체다.     그 바깥은 오르트구름이라고 하며 태양 빛이 1년 정도 가는 먼 곳까지다. 대체로 얼음으로 된 작은 천체로 이루어졌으며 어쩌다 그중 하나가 태양에 끌려 안쪽으로 들어온 천체를 역시 혜성이라고 한다. 비교적 가까운 카이퍼벨트에서 떨어져 나온 천체를 단주기 혜성이라고 하고, 먼 오르트구름에서 시작한 것은 장주기 혜성이라고 구분한다. 75년에 한 번씩 찾아오는 핼리 혜성은 단주기 혜성이다. 그러므로 혜성은 태양의 끝자락에 있는 카이퍼벨트나 오르트구름에서 기원한 천체다. 이렇듯 태양은 대체로 1광년 정도까지 자신의 영향을 미친다.   태양계의 끝은 너무 멀어서 아직 정밀한 관측이 쉽지 않다. 왜소행성인 명왕성 궤도부터 카이퍼벨트가 시작한다고 말할 수 있는데 2006년 미국의 뉴허라이즌스호가 명왕성 탐사를 떠난 지 반년 후에 명왕성은 행성 지위를 잃었다. 그 후 수많은 난관을 극복하고 지구를 떠난 지 10년이 채 못 되어 명왕성 근접 비행에 성공했고 2030년경에야 카이퍼벨트를 지나 오르트구름에 이를 예정이다.   은하수에는 태양 같은 별이 수천억 개나 있다고 하는데 각각의 별을 자세히 들여다보면 우리 태양계처럼 어마어마한 세상이 그 속에 있다. 여기서 끝이 아니다 그런 은하 집단이 조 단위 이상 모여서 비로소 우리가 말하는 우주가 된다니 도저히 상상조차 되지 않는다. (작가)     박종진박종진 이야기 태양계 안쪽 우리 태양계 은하수 은하

2025-02-14

[박종진의 과학 이야기] 태양계

태양은 지구를 포함하여 모두 8개의 행성을 거느리고 있는데 그 전체를 통틀어서 태양계라고 부른다. 태양은 크기가 지구의 100배가 넘으며 질량은 무려 30만 배나 되고, 약 46억 년 전에 태어나서 핵융합으로 빛과 열을 내며 그 수명이 123억 년이다.     태양 빛이 지구까지 도착하는데 약 8분이 걸리는데 그 빛과 열에 의해서 지구 상의 모든 생명체가 살 수 있게 되었다. 태양은 태양계 전체 질량의 약 99%를 차지한다. 그러니 태양을 농구공에 비교하면 나머지 행성들은 콩이나 좁쌀 정도의 크기에 불과하다.   8개의 행성은 지구형과 목성형으로 분류되는데, 지구형 행성이란 지구처럼 표면이 단단한 행성을 말하며 태양계 안쪽에 있는 수성, 금성, 지구, 화성 등이 여기에 속한다.     목성형 행성은 기체로 이루어진 행성으로 태양계 바깥쪽의 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 일컫는다.   수성은 태양계에서 가장 작은 행성으로 태양을 가장 가깝게 돌고 있다.   금성은 표면 온도가 가장 뜨거운 행성이다. 지구보다 조금 작지만 가장 밝은 행성으로 흔히 샛별이라고 부르기도 한다. 자전 속도가 느려서 금성의 하루는 그 1년보다 길 뿐 아니라 자전의 방향도 태양계의 다른 행성과 반대여서 금성에서는 해가 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다.   화성은 지구의 하루와 거의 같은 길이의 밤낮이 있고, 지축도 지구만큼 기울어 있어 사계절도 있다. 몇 번에 걸쳐 탐사선이 착륙하여 현재까지 조사를 진행하고 있다. 아주 희박한 대기와 자기장도 없어서 방사선 피폭도 막을 수 없어 생명체가 살기 불가능해 보인다. 최신형 우주선으로도 편도당 약 7개월이 걸린다.     목성은 태양계의 행성 중 가장 크며 거대한 가스 덩어리다. 목성 주위에는 총 79개나 되는 위성이 존재한다.   토성은 적도 위에 여러 개의 고리가 있는 것이 특징으로 큰 행성이지만 밀도가 엄청나게 낮은 가스행성으로 82개나 되는 위성이 그 주위를 공전하고 있다.   천왕성은 맨눈으로 관측할 수 있는 마지막 행성이다. 원래는 해왕성이 천왕성 안쪽에 자리 잡고 있었는데 두 행성의 공전 주기의 차이로 때문에 두 행성의 궤도 순서가 바뀌어 지금은 천왕성이 안쪽에 그리고 그 바깥에 해왕성이 공전하고 있다.   해왕성은 태양계 가장 바깥쪽 행성이다. 반세기 전인 1781년에 발견된 천왕성의 불규칙한 움직임에 착안하여 그 이유가 혹시 바깥쪽에 있을지 모르는 또 하나의 행성의 영향 때문일 것이라는 가정하에 그 근처를 망원경으로 뒤져서 찾아낸 행성이다. 천체역학적 계산에 의한 천체의 발견은 그 당시 엄청난 일이었다고 한다.     행성의 기준은, 첫째 항성(별) 주위를 공전해야 하며, 둘째로 어느 정도의 질량을 가지고 구형에 가까운 형태여야 하고, 셋째 자신의 공전 궤도 상에 있는 작은 천체를 흡수하여 독자적 궤도를 가져야 하는데 명왕성은 그 기준이 미흡하여 2006년에 퇴출되었다. (작가)   박종진박종진의 과학 이야기 태양계 태양계 바깥쪽 태양계 안쪽 태양계 전체

2022-02-18

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