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우주과학이야기

얼음의 왕 천왕성

by Amen80 2024. 2. 5.

천왕성

태양계에 8개 행성중에 일곱번째 행성으로 꼽히며 우라노스라는 영어이름으로 크로노스의 아버지이자 제우스의 할아버지인 그리스의 신 우라노스에서 따온 이름입니다.

천왕성은 기존의 다섯 행성들처럼 매눈으로 볼수 있음에도 불구하고 하늘에서 매우 느리게 움직이고 많이 어둡기 때문에 그 존재가 오랫동안 인류에세 밝혀지지 않았습니다.

여러 천문학자들에게 맨눈으로 관측되기도 한 천왕성은 그들 모두 천왕성을 어두운 별이라고 불렀습니다.

최초 천왕성을 발견한 불리는 윌리엄 허셜도 천왕성을 아주 큰 망원경으로 보고 동그란 모양이라는 것 때문에 처음엔 꼬리가 발달하지 않는 혜성인줄 알았다고합니다. 그는 1781년 3월 13일 천왕성의 발견을 공식적으로 발표했으며 근대 천문학사에서 최초로 다섯 행성 너머로 태양계의 지평을 넓히는 업적을 남겼습니다.망원경을 이용하여 발견한 최초의 행성이기도 합니다.

다른 가스 행성들과 함께 천왕성은 자기장,고리,많은 자연 위성을 가지고 있습니다.

천왕서계는 자전축이 약 98도 정도 이고 크게 기울어져 있어 거의 공전면과 맞닿을 정도입니다.

다시 말해 천왕성의 북극 과 남극이 알려주는 방향은 다른 행성들의 적도가 가리키는 방향과 비슷합니다.

지구에서 보는 천왕성의 고리는 종종 과녁 모양처럼 천왕성 주위를 둥글게 두르고 있고 위성들은 천왕성을 시계방향으로 최전하는것처럼 보입니다. 허나 2006년 부터 2007년 에 거쳐서 천왕성의 고리는 우리의 시선 방향과 평행하게 놓여 보이지 않았습니다. 1986년 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나갔는데 마침 보이저가 가시광선 영역에서 바라본 천왕성은 다른 가스 행성들이 흔히 보여주는 구름띠나 태풍의 모습이라고는 찾을수없는 특징 없는 밋밋한 행성이었습니다.

허나 지구 관측자들은 최근수년에 지나 천왕성이 분점에 접근하면서 날씨 변화와 계절 변화를 보이는것을 관측했습니다.

천왕성의 바름속도는 초당 250m에 이릅니다.

해왕성과 함께 언 메탄이 표면을 이루고 있는데 해왕성과 다르게 조금 더 푸른 색을 띠고 있습니다. 플램스티드 명명법에서는 '황소자리 34'로 불립니다. 플램스티드가 발견 당시에 천왕성을 항성으로 착각했기 때문입니다.표면 중력이 지구보다 작기 때문에 사람이 천왕성에서 몸무게를 재면 지구에서의 무게의 88%가 나갑니다 .

 

천왕성 관측의 역사

천왕성은 1781년에 윌리엄 허셜에 의해 처음으로 발견이 되었습니다.

허셜은 별자리를 관측하다가 새로운 물체를 발견해 이것을 천왕성이라고 이름 지었습니다.

후로 천왕성은 망원경을 통해 조금 더 자세하게 관측하기 시작했습니다.

1986년에는 nasa의 보이저 2호가 천왕성을 탐사하여 많은 정보를 제공했습니다.

천왕성의 위성,링,대기에 대한 자료들을 수집하여 천왕성에 대해서 더많이 이해할수있게 되었습니다.

천왕성은 태양계의 가스 행성이 아니고 얼음 행성으로 분류되며 특이한자전의 방향과 대기 조성등이 과학자들에게 

큰흥미를 주고 있습니다.

궤도와 회전

천왕성은 84년 주기로 태양을 30억 km 거리에서 한바퀴 돕니다.

천왕성에서 태양을 본다면 지구에서보다 400배 의미하게 보일것입니다.

자전의 주기는 17시간 14분 입니다 허나 모든 거대 가스 행성들의 상부대기는 자전의 방향으로 심한 바람을 받습니다.

결국에는 실제로 보이는 천왕성의 대기는 실제 자전 주기보다 빠르며 한번 전체적인 대기자 자전하는데는 14시간채 걸리지도 않는다고 합니다.

천왕성은 태양계의 외계 행성 중하나로, 궤도와 회전이 특이하게 지어져 있습니다.

천왕성은 태양으로부터 약 29억 마일 떨어진곳에 위치하였으며 네개의 대형 가스 행성 중 가장 먼곳에 위치하고 있습니다.

천왕성의 궤도는 지구나 다른 행성들과는 다르게 거의 수직에 가깝게 누워 있습니다.

다른 행성들이 태양 주위를 공전할때 궤도는 거의 수평에 가깝게 움직이지만, 천왕성은 거의 측면에서 볼수 있을 정도로 기울어져 있습니다. 이것으로 통하여 천왕성의 계절은 매우 극단적일것으로 알려져 있습니다.

 

천왕성의 구조

천왕성의 구조에대해서 설명해 보겠습니다.

천왕성의 질량은 지구의 약 14.5배로 가스 행성들 중에서는 가장 가볍고 밀도 도 토성 다음으로 낮습니다.

천왕성의 반지름은 지구의 4배가 약간 넘고 밀도가 낮기 때문에 질량은 해왕성보다는 작습니다.

밀도가 낮은 것으로부터 천왕성 안에는 메테인,암모니아,물 같은 여러 종류의 물질들이 섞여있는 상태로 추측할수 있습니다.내부는 얼음 물질의 총질량은 정확히 알려져 있지 않으며 선택된 모형에 따라서 다른값이 나타난다

그러나 여러 모형에 보여지는것처럼 얼음 물질의 질량은 지구의 9.3~13.5배 정도 일것입니다.

수소와 헬륨이 천왕성 전체 질량에서 차지하는 비율은 작은편인데 질량은 지구의 0.5~1.5배 에 불과 합니다.

얼음물질과 가벼운 기체 물질을 빼고 나머지 질량은 암석 물질일 것으로 추측이 됩니다.

 

계절의 변화

2004년 3월 부터 5개월까지의 짧은 기간동안 천왕성의대기에 커다란 구름들이 여럿나타나 마치 해왕성과 같은 모습을 띄었습니다. 격력한 속도의 바람과 독립 기념일 불꽃놀이 만큼의 강하고 지속적인 뇌우가 별견이 되엇습니다.

천왕성의 대기 활동이 왜 이렇게 갑자기 급증했는지는 확실히 알수는 없지만 천왕성의 극단적인 자전축 기울기가 계절별로 극단적인 날씨 변화를 만들어 내는것으로 추측됩니다.

이계절 변화의 종류를 딱히 정하기는 어렵지만 여러 연구를 진행하고 있습니다.

 

 

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