태양계

[최무영의 과학이야기] <60> 관측되는 우주 ③

이제 우주를 어떻게 이해하고 해석해야 할지 본격적으로 논의해 보지 요. 아름다운 지구의 모습은 첫 강의에서 보았지요. 적어도 태양계에는 이런 행성이 또 없고, 태양계 밖에서도 확인된 것은 하나도 없습니다. 산소와 질소로 이루어진 대기와 물이 존재해서 인간을 포함한 모든 생명이 존재할 수 있는 유일한 근원이지요. 달에서 보면 그림 2처럼 보인다고 합니다.

▲ 그림2 : 달에서 본 지구

그림 3은 태양계를 보여줍니다. 토성(Saturn) 부근에서 본 모습인 듯, 가운데쯤 빛을 내는 우리의 별, 해가 멀리 보이고 수성(Mercury), 금성(Venus), 지구, 화성(Mars), 목성(Jupiter), 토성, 천왕성(Uranus), 해왕성(Neptune), 그리고 명왕성(Pluto)이 보이네요. 명왕성은 최근 국제천문학회의 결정으로 떠돌이별(행성; planet)에서 퇴출되어서 소행성(asteroid)의 지위로 전락했지요. 미국인이 발견한 유일한 행성이었으므로 미국에서는 이러한 결정에 반대했다는 소문이 있습니다. 소행성은 특히 화성과 목성 사이에 매우 많은 수가 있고, 명왕성 너머에도 있지요.

▲ 그림3 : 태양계

그림 3 아래쪽에는 해와 여덟 행성 및 명왕성, 그리고 각 행성이 거느린 달별(위성; satellite)들을 보여줍니다. 보다시피 실제 크기와 상관없이 나타낸 것으로, 행성 중에 어떤 것은 비교적 작고 어떤 것은 매우 큽니다. 그 구조와 성분도 서로 달라서 지구나 화성은 겉면이 딱딱하고 고체이지만 목성이나 토성 같은 거대한 행성은 주로 기체로 이루어져 있지요. 워낙 거대하므로 전체 질량은 엄청나지만 밀도가 작으므로 물에 띄운다면 가라앉지 않고 뜰 겁니다.

지구에는 달이 1개, 화성에는 달이 2개 있고, 목성과 토성은 여러 개의 달을 지니고 있습니다. 토성은 테를 가지고 있어서 망원경으로 보면 매우 아름답게 보입니다. 이 테는 아주 조그만 조각달들의 모임이라고 할 수 있는데 놀랍게도 일정한 규칙으로 틈이 있습니다. 마치 컴팩트디스크(CD; compact disc)가 나오기 전에 아날로그(analog) 방식의 엘피(LP; long play) 음반에 있는 홈처럼 보이지요. 테는 토성만 가진 것은 아니고, 천왕성에도 있습니다. 그러나 빛을 잘 되비치지 않으므로 토성 테처럼 아름답게 잘 보이지는 않아요

▲ 그림4: 목성과 대적반

한편 그림 4에 보였듯이 목성은 겉면에 소용돌이(vortex) 같은 커다란 붉은 반점(대적반; great red spot)이 있는데, 이 반점은 지구보다도 클 수 있으며, 시시각각으로 변합니다. 그 정체는 아직 완전히 이해되지 않았지만 토성의 테와 함께 앞에서 공부한 혼돈의 문제와도 연관이 있다고 생각됩니다.

태양부터 지구까지의 평균거리는 대략 1억 5천만 킬로미터입니다. 이것을 천문단위(AU; astronomical unit)라고 부르지요. 그러니까 1 AU = 1.5×108. 태양계의 전체 크기는 대략 6×109. 곧 60억 킬로미터라고 하지요.