태양계
태양계에는 태양 주위를 공전하고 있는 9개의 행성이 있고, 그 행성 주위를 도는 60개가 넘는 위성과 크고 작은 수많은 소행성들이 있습니다. 이들은 모두 태양이 당기는 힘에 이끌려 태양 주위를 돌고 있는 것이지요. 행성 중에서 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 망원경 없이 맨눈으로 볼 수 있을 정도로 밝습니다. 특히 금성은 태양과 달을 제외하면 밤하늘에서 가장 밝은 천체이지요. 그래서 이 행성들은 아주 오래전부터 관측되어 왔습니다.
그 후 망원경이 발달하면서 그때까지 밝혀지지 않았던 태양계의 또 다른 행성들이 발견되었습니다. 1781년에 허셜에 의해 천왕성이 먼저 발견되었습니다. 그런데 천왕성 발견 후 사람들은 천왕성의 공전 운동이 케플러 법칙에 어긋나는 것을 알게 되었습니다. 그래서 천왕성의 바깥쪽에 또 다른 행성이 있으며, 그 행성의 인력으로 인해 천왕성의 공전 운동이 영향을 받는다고 생각했습니다. 영국의 과학자 매런스와 프랑스의 과학자 르베리에는 뉴턴의 법칙을 이용해 그 행성의 위치를 추정했습니다. 그리고 그 결과를 바탕으로 1846년 독일의 천문학자 갈레가 해왕성을 발견했습니다. 해왕성과 명왕성의 불규칙한 공전 운동은 또다시 해왕성 너머에 또 다른 행성이 있을 것이라는 예측을 하게 했고, 꾸준한 탐색의 결과 1930년 미국의 천문학자 톰보에 의해 아홉 번째 행성인 명왕성이 발견되었습니다.
- 행성들은 어떻게 운동하는가
태양계 행성은 태양부터 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 순으로 늘어서 있습니다. 이중에서 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 가스로 이루어져 있습니다. 수성과 금성은 지구 공전 궤도 안에서 태양 둘레를 돌고 있습니다. 그래서 이들을 '내행성'이라고 합니다. 내행성은 지구 공전 궤도 안에서 움직이기 때문에 항상 태양 가까이에 있습니다. 이 때문에 지구에서 보면 수성과 금성은 항상 태양 쪽에 있게 됩니다. 즉, 수성과 금성은 낮에도 하늘에 떠 있습니다. 다만 햇빛에 가려 보이지 않는 것뿐입니다.
내행성과는 달리 화성, 목성, 토성 등과 같이 지구의 공전 궤도 밖에서 태양 둘레를 돌고 있는 행성을 '외행성'이라고 합니다. 외행성의 움직임을 살펴보면 보통 때에는 달과 같이 서쪽에서 동쪽으로 이동합니다. 그런데 어떤 때에는 서쪽으로 되돌아갔다 다시 동쪽으로 움직입니다. 외행성들의 이러한 운동은 각 행성들이 태양 주위를 도는 속도가 다르기 때문에 일어납니다. 태양에 가까이 있는 행성일수록 공전 속도가 빠릅니다. 그래서 태양으로부터 멀리 떨어져 있는 외행성들은 지구보다 느리게 움직입니다. 따라서 빨리 움직이는 지구에서 느리게 움직이는 화성을 보면 마치 화성이 뒤로 움직이는 것처럼 보이기도 합니다.
- 화성은 왜 붉게 보이는가
밤하늘에서 화성을 보면 붉게 보입니다. 그래서 서양에서는 화성을 전쟁의 신인 마르스라는 이름으로 부릅니다. 화성의 색이 붉은 것은 화성 표면의 암석과 흙에 산화한 철 성분이 많이 포함되어 있기 때문입니다. 철로 만든 못이 녹슬면 붉게 변하는 것과 같은 원리이지요.
화성에는 2개의 위성이 있습니다. 포보스와 데이모스란 이름을 가진 화성의 달입니다. 그런데 이 위성들의 모습은 지구의 달처럼 예쁜 모양이 아니고, 고구마처럼 길쭉하게 생겼습니다. 포보스는 길이가 27km 정도이고, 데이모스는 15km 정도입니다.
화성의 크기는 지구의 2분의 1 정도입니다. 그러나 화성에는 태양계에서 가장 높은 화산이 있고 그랜드 캐니언보다도 길고 깊은 협곡이 있습니다. 화성의 마리네리스 협곡은 길이가 4,500km나 되고 깊이는 7km에 이릅니다. 화성의 두드러진 특징은 양극에 있는 흰 극관입니다. 극관은 얼음과 드라이아이스로 되어 있는데, 겨울에는 커지고 여름에는 작아집니다. 또 화성에는 과거에 물이 흘렀던 흔적이 있습니다.
화성 표면에는 항상 강한 먼지 폭풍이 불고 있습니다. 먼지 폭풍은 계절에 따라 부는 방향이 달라집니다. 이 때문에 계절에 따라 화성 표면의 색이 변합니다. 옛날에는 이와 같은 변화가 계절에 따라 화성의 식물이 자라다가 사라지기 때문에 일어난다고 생각했지요.
화성은 태양계에서 지구와 가장 비슷한 생성입니다. 그래서 옛날부터 사람들은 화성에 화성인이 살고 있다고 생각했습니다. 1976년 바이킹 호는 화성에 착륙하여 화성의 생명체를 조사했습니다. 1997년에는 패스파인더 호가 화성에 착륙했습니다. 하지만 생명체를 발견하지 못했습니다. 오늘날에도 과학자들은 화성 생명체가 있을 가능성을 가지고 계속 탐사 활동을 벌이고 있습니다.
- 토성의 고리는 무엇으로 되어 있는가
토성은 목성 다음으로 큰 행성입니다. 서양에서는 농사의 신 이름을 본떠 새턴이라고 합니다. 토성은 목성과 같이 주로 수소와 헬륨으로 되어 있으며, 표면에 줄무늬가 나타납니다. 하지만 가장 큰 특징은 토성을 둘러싸고 있는 아름다운 고리입니다. 토성의 고리는 지구에서 보면 크게 3개로 보이지만 실제로는 여러 개로 이루어져 있습니다. 안쪽에서부터 세 번째 고리와 네 번째 고리 사이에는 큰 틈이 있는데, 이 틈을 처음으로 발견한 프랑스의 과학자 카시니의 이름을 따서 '카시니 간극'이라고 부르지요. 고리는 크고 작은 얼음 덩어리와 얼음으로 덮인 암석 조각들로 이루어져 있습니다. 토성의 고리들은 지구에서 달까지의 거리보다도 멀리 뻗어 있습니다. 하지만 고리의 평균 두께는 1km 정도밖에 되지 않습니다.
토성은 크기에 비해 매우 가볍습니다. 그 이유는 가스로 되어 있기 때문인데, 밀도가 0.7 정도로 태양계 행성 중에서 가장 작습니다. 그렇다면 커다란 수조에 물을 채운 다음 토성을 넣는다고 가정하면 어떤 일이 일어날까요? 토성은 물 위에 뜰 것입니다. 토성의 밀도가 물의 밀도보다 작기 때문이지요. 토성은 가장 많은 위성을 거느리고 있습니다. 현재까지 발견된 토성의 위성은 82개입니다. 그 위성 중 크기가 가장 큰 타이탄은 태양계에 있는 위성 중에서 유일하게 대기를 갖고 있습니다.
