1. 천왕성의 대기
태양계의 7번째 행성이며 해왕성과 매우 닮아 쌍둥이라고 봐도 좋을 정도로 닮았다.
핵은 얼음으로 되어있으며, 지표는 액체 메탄, 대기는 수소와 헬륨으로 이루어져 있고, 평균 기온은 -218℃이다.
2. 천왕성의 자전과 공전
태양계 행성들 중 신기하게도 유일하게 옆으로 누워서 자전한다. 지구의 자전축은 공전축에 약 23.5° 기울어져 있는데 천왕성은 약 97.77° 기울어져 있다. 다른 대부분의 행성들은 공전축과 자전축이 이루는 각이 크지 않아 팽이가 돌아가듯 자전을 하는데, 천왕성은 자전축이 공전 면에 거의 붙어 있어 공이 굴러가듯이 자전한다.
자전축이 왜 이렇게 기울었냐에 대해서는 의견이 분분하다. 행성이 충돌하여 기울었다는 설이 가장 유력했지만, 자전축을 기울여놓을 만큼의 빠르고 질량이 큰 행성이 충돌했을 리가 없다는 의견도 많다. 또는 안팎으로 질량이 큰 행성들이 많다 보니 중간에 끼어서 그렇다는 설도 있다.
또한 천왕성의 대기 상부는 풍부한 황화수소로 되어있어 천문학자들의 말에 따르면 썩은 삶은 달걀 냄새나 심하게 부패한 사람의 시신보다도 지독하고 고약한 냄새가 날 것으로 예측한다.
천왕성은 신기하게도 낮보다 밤일 때 온도가 더 높다. 이는 수소 분자가 낮에 자외선에 의해 원자였다가 밤에 다시 분자로 모이면서 내는 열로 추측된다. 자기장도 매우 특이하여 토성, 목성, 지구 등과 달리 천왕성과 해왕성의 자기장은 자전축과 동떨어진 분포를 보인다. 천왕성의 자전주기는 지구 기준으로 17시간 14분이며, 공전 주기는 지구 기준 84년이다. 큰 덩치에 비해 중력은 지구의 88%로 지구에서 체중이 100kg인 사람이 천왕성에 가면 88kg이 된다. 천왕성의 질량은 지구의 15개 되지만, 행성 표면의 중력은 약 0.9g으로 오히려 지구보다 낮다. 이는 천왕성의 직경이 지구의 4배가 넘지만 상대적으로 질량이 낮기 때문이다.
3. 천왕성의 관측
천왕성은 태양계 내에서 토성 다음으로 복잡하고 큰 고리를 가지고 있으나 반사율이 매우 낮고 거리가 멀기 때문에 맨눈으로는 관측이 불가능하다. 고리가 보이는 사진은 허블 우주망원경과 보이저 2호가 찍은 것 들이다. 목성, 해왕성의 고리는 먼지가 대부분이라 낮은 반사율이 설명이 되지만, 천왕성은 고리에 먼지가 거의 존재하지 않음에도 반사율이 낮아 얼음에 유기화합물이 섞였을 것으로 예상하고 있다.
천왕성의 겉보기 등급은 5.8로 인간이 맨눈으로 확인할 수 있는 최소 등급인 6에 근접해있다. 그에 따라 오래전부터 희미하게 볼 수 있었으나, 망원경 발명 이후에야 태양을 공전하는 행성이라 확인했다. 5~6등급 안팎의 밝기를 유지하며 어두운 곳이라면 맨눈으로 간신히 보인다. 쌍안경이 있다면 도심에서도 관측 가능하다. 천왕성을 찾고 싶다면 매우 어두운 장소에서 황도를 따라가며 관찰하면 된다. 황도에서 어두운 별을 발견하면 그게 바로 천왕성이다.
천왕성의 표면은 겉으로 보기에는 아무것도 보이지 않는다. 상대적으로 기상현상이 일어나지 않아서 천문학자들은 이것을 보고 난 뒤 너무 밋밋하다고 했다고 한다. 목성,해왕성,토성은 겉보기에도 구름이 이동하고 바람이 부는 등의 기상현상이 많이 있지만 천왕성에서는 거의 보이질 않는다. 그렇다고 해서 기상현상이 아예 없는 것은 아니다. 다른 기체 행상들만큼 활발하게 보이지 않을 뿐 천왕성에서도 14시간에 천왕성을 한 바퀴 도는 강한 폭풍이나 날씨가 발생한다. 행성 표면이 어떠한지는 아직 밝혀지지 않았지만 고체와 액체가 뒤섞인 슬러시 형태의 메탄으로 이루어진 바다가 끝없이 펼쳐져 있을 것이라 예상된다. 태양으로부터 거리가 매우 멀어서 행성 내부에는 햇빛을 전혀 관측할 수 없는 완벽한 암흑일 것으로 보이고 그 속에서 거대하게 출렁이는 메탄 바닷속에서 초속 수백 미터 이상의 태풍과 번개가 끊임없이 쳐댈 것으로 예상된다. 해왕성은 대기압이 지구와 비슷할 정도로 낮은 편이다. 하지만 인간의 입장에서는 다른 행성들처럼 끔찍한 환경이라는 걸 예상할 수 있다. 지구에서는 기체로 있던 물체들이 이곳에서는 수소나 헬륨을 제외한 거의 모든 기체들이 액화되거나 얼어붙으며, 평균온도나 대기, 표면의 구성성분 등 가스행성으로 상륙할 육지 따윈 없을 것이다. 애초에 가스행성은 무지막지하게 방사능을 뿜어내는 지옥 행성이기 때문에 근처에 접근하기도 전에 방사능 피폭으로 몸이 녹아내릴 가능성이 높다고 한다. 2005년 측정에서 갑작스럽게 기상현상이 급증했으며, 왜 이렇게 당시에 기상현상이 활발했는지는 아직 밝혀지지 않고 있다. 당시 측정 풍속은 824 km/h이며 불꽃놀이 수준의 뇌우가 관찰되기도 했다. 해왕성, 목성, 토성에 비해 기상현상이 활발하지 않을 뿐 기상현상이 관측되면 수백 km/h로 결코 만만한 수준이 아니다. 2014년 다시 기상현상이 관측되었는데 반경 9000km에 걸친 강력한 폭풍이 감지되었다. 천문학자들은 공전주기의 절반인 42년마다 적도에 에너지가 집중되는데 이 때문에 기상현상이 일어났을 것으로 예상한다.
4. 이름의 유래
수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 고대 시절부터 이미 알려진 행성들이며, 이 행성들의 이름은 그리스 로마 신화의 신으로부터 이름을 따왔다. 천왕성도 이러한 관례에 따라 이름이 붙은 것이지만, 천왕성이 이름을 받을 시기에는 계몽주의와 과학의 시대로 그리스 로마 신화가 아닌 다른 이름이 붙을 수도 있었다. 우라노스(Uranus)라는 이름을 제안한 것은 18세기 독일의 천문학자인 요한 엘레르트 보데(Johann Elert Bode)이다. 그는 다른 행성들의 이름에 비해 너무 튀어 보이는 것을 막기 위해 새로운 행성에 그리스 로마 신화의 이름을 쓰는 것이 좋겠다고 주장했고, 천왕성은 토성의 바로 바깥쪽에 있으므로 크로노스의 아버지인 우라노스의 이름을 따자고 주장했다.
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