태양계에는 하나의 항성과 여덟 개의 행성, 다섯 개의 왜행성이 있습니다.
그리고 그 행성 및 왜행성들에게는 위성이 있죠.
이 위성들은 행성이 태양을 중심으로 돌듯 행성을 중심으로 돌고 있습니다.
그 중 가장 유명한 달
바로 우리 어머니 행성 지구의 위성이죠.
지름은 대략 3,474km로 지구의 0.27배가량이며 질량은 지구의 0.012배로 상당히 가볍습니다.
달은 자신이 도는 행성과 비교했을 때 크기대비상으론 가장 큰 위성이며 모든 태양계의 위성들 중에서는 다섯 번 째로 큰 위성입니다.
사실 예전에는 명왕성의 카론이 모행성 대비 가장 큰 위성이었으나 명왕성은 행성 직위를 박탈당하고 왜행성으로 강등되어 달이 다시 차지했습니다.
지구와 거리는 대략 380,000km 떨어져 있으며 이는 지구 지름의 30배 정도 즉, 지구가 사이에 서른 개는 들어가는 거리입니다.
태양계의 지구를 제외한 다른 행성들을 전부 붙어넣을 수 있을 만큼 먼 거리입니다.
우리가 보통 달은 가깝다고 생각하는 편이지만 인간의 입장에서는 정말정말 먼 거리입니다.
달에 사람을 보내는 것은 생각보다 더 위대한 일이었다는 것을 알아주시길 바랍니다.
빛의 속도로는 1초가 약간 넘는 시간입니다.
말하자면 서로 빛으로 신호를 보낸다면 1초정도의 시간적 차이를 느낄 수 있다는 소리죠
사실 인간이 보는 모든 것들은 전부 과거의 모습이지만 지구내에서는 빛의 속도를 사람이 인지할 수 있을 정도가 아니라 잘 모르지만 달은 약 1초정도 과거의 모습인 것입니다. 참고로 태양은 약 8분 정도 과거의 모습입니다.
중력은 지구의 0.16배정도이기 때문에 달에서는 지구에서 보다 몸무게가 가벼워집니다.
달은 자전주기와 공전주기가 약 27일로 1:1로 일치하는 조석고정이라는 상태에 있는데 이는 어떤 강한 중력의 천체 가까이에 있는 비교적 작은 질량을 가진 천체들에게서 일어나는 현상으로 매우 흔한 현상입니다. 많은 위성들이 이런 조석고정의 상태에 놓여있습니다.
따라서 지구에서는 달이 매번 뜨고 지지만 달에서 지구를 보면 항상 그 자리에 있기 때문에 달에서 지구를 보기 위해서는 지구를 볼 수 있는 지역으로 가야합니다. 즉, 달의 뒷편에서는 지구를 절대 볼 수 없습니다.
반대로 지구에서도 달이 움직이듯 보이지만 오직 달의 앞면만을 볼 수 있죠.
달의 뒷 모습은 앞과는 상당히 다르게 생겼습니다.
바로 달의 바다라고 하는 검은 부분이 앞과는 달리 매우 적기 때문이죠.
달의 바다는 현무암으로 이루어져 있으며 앞면적에서는 31.2%의 비율을 차지하지만 뒷면은 2.6%밖에 되지 않습니다.
뒷면에는 많은 충돌구들로 이루어져있는 모습을 하고 있습니다. 우리가 매번 보던 달이지만 뒷면은 꽤 이질적인 느낌이 들죠.
달의 생성은 여러가지가 있으나 현재 가능성이 가장 높다고 여겨지는 것은 거대충돌 설입니다.
지구의 60도각도에 위치하는 라그랑쥬 점 L4 또는 L5에 작은 천체가 있었을 것으로 봅니다.
이 라그랑쥬 점은 세 개의 천체들 중 큰 질량의 두 천체와 달리 작은 질량의 천체에게 미치는 중력적인 작용이 +-0이 되는 자리를 이야기하는데 이 가상의 천체 테이아(달의 여신 셀레네를 낳은 티탄족. 즉, 달의 어머니)는 처음에는 질량이 작아 라그랑쥬 점에 머무르다가 주변 먼지들을 흡수하며 질량이 화성과 비슷한 정도가 되어서 더 이상 라그랑쥬 점에 머무를 수 없게 되었고 그렇게 궤도가 흔들거리다가 지구에 45도 각도로 들이 박게 됩니다.
이로 인해 테이아는 산산조각이 났고 지구의 일부가 우주공간으로 흩어져 나왔으며 지구에 고리를 형성했는데 이 지구 맨틀 조각 고리들이 약 100년에 걸쳐 뭉쳐져서 만들어진게 바로 달이라고 하는 것입니다. 이는 아폴로 탐사를 통한 월석이나 달의 대지등을 분석한 것들이 증거가 되어 거의 정설로 받아들여지고 있습니다.
그러나 거대충돌 설로도 설명할 수 없는 부분이 있기 때문에 완벽한 설명이 되지는 못한다고 합니다.
달에서 월면차를 운행하는 아폴로 17호의 우주인.
우주복에 붉은 색 줄무늬가 보이는 것으로 보아 선장인 것 같네요.
달은 지구와 가장 가까운 천체이며 또한 인류가 지구 이외에 도달해본 유일한 지구 바깥 천체입니다.
그러나 달에 사람을 보내는 것은 사실 과학적인 이유로 시작되진 않았습니다. 소련과 미국의 냉전이 무기를 들고 사람을 죽이는 전쟁이 아니라 과학 기술을 과시하는 행동으로 정치적인 싸움이 이유였죠. 뭐...어쨌든 하는 일 자체는 과학적이었으며 얻을 수 있는 자료도 과학적이었으니 좋은게 좋은것....
...사실 무기를 들고 피를 흘리는 전쟁은 다른 국가들이 대리로 뛰어주고 있었죠. 그 중 하나가 6.25 한국 전쟁이었기도 하구요.
여하튼...이러든 저러든 저 전쟁이나 이 전쟁이나 전쟁은 과학기술의 진보를 가져다 주었습니다.
추가로 달에게는 천문학적으로 그리고 수학적으로 매우 특이한 수치들을 가지고 있습니다.
달의 지름 대 지구의 지름은 366%이며 지구의 1년 동안 자전하는 횟수는 366회입니다.
그리고 달이 366회 공전하는데 걸리는 시간은 10000일입니다.
달의 크기는 태양의 400분의 1이며 태양보다 지구에 400배 가깝습니다. 따라서 달은 지구에서 보았을 때 태양과 겉보기 크기가 정확하게 일치합니다.
또한 달은 1일에 400km씩 자전하며 지구는 달보다 400배 빨리 자전하고 있습니다.
달은 1회 공전하는데 27.322일이 걸리는데 지구 지름 대 달의 지름 백분율은 27.322%입니다.
그럼 친숙한 달 이외에 다른 위성들은 무엇이 있을까요?
화성에게도 조올라 짱 쬬꼬만한 위성이 두 개 있습니다. 별로 유명하지 않아서 화성에 위성이 있는걸 모르는 사람이 있을 정도로 인지도가 없죠.
화성의 첫 번 째 달 포보스
지름 약 18.754km로....저거 콤마 아닙니다. 소수점이에요. 십팔 쩜! 칠오사 킬로미터 입니다.
그래서 그냥 위성이 아니라 왜소위성이라고 하기도합니다만...화성의 위성은 둘 다 왜소위성이라 그냥 화성의 위성이라고 편하게 부릅니다.
포보스는 화성으로부터 대략 9,400km 떨어져있습니다. 아...이번엔 콤마입니다. 구천사백 킬로미터에요.
뭐..여튼 삼십팔만 킬로미터 떨어진 지구의 달과 비교해서 어마어마하게 가깝습니다.
태양계에서 모행성과 가장 가까운 위성이죠.
포보스 옆에서 본 화성(시뮬레이터)
이렇게나 가깝습니다. 달에서 본 지구를 생각했다면 오산이죠!
이름은 마르스(아레스, 화성의 영어명)의 아들인 포보스에서 따왔습니다.
포보스는 100년에 1m씩 화성과 가까워지고 있으며 따라서 오천만 년 후에는 화성의 중력에 의해 붕괴되어서 화성의 고리가 되거나 또는 그냥 화성과 충돌해서 지구의 공룡대멸종을 재방송 해줄 것이라고 합니다.
음....화성에 정착하려면 빨리 정착하던가 이 포보스를 멀리 보내버려야 겠군요.
화성의 두 번 째 달 데이모스
지름 대략 13.6km....이번에도 소수점입니다. 십삼 쩜! 육 킬로미터
거리는 포보스보다는 멀어서 23,400km정도 떨어져있습니다.
이름은 역시 마르스의 아들 이름 데이모스에서 따왔습니다.
모행성과 가까운 두 번 째 위성이죠. 1등과 2등이 전부 화성에 있네요.
사실...2등은 명왕성의 카론이었으나... 명왕성이 행성직위를 박탈당하고...왜행성으로 강등되어서.......ㅠㅠ
보시다시피 모양부터 구형을 갖추지 못한 소행성급의 위성이며 출신도 실제로 성행성대에서 지나가다가 화성의 중력에 잡힌 것으로 보고있습니다.
너무 작아서 토성의 위성이 발견되던 시기보다도 나중에 발견되었으며 이 두 위성의 발견자인 아사프 홀은 찾다찾다 때려칠까 생각도 했으나 그의 아내 스티크니의 격려를 받은 끝에 겨우 발견했다고 합니다. 그래서 포보스의 가장 큰 충돌구에 스티크니라고 이름이 붙여졌다고 하네요.
이 두 위성이 발견되기 150년 전인 걸리버 여행기에 언급이 되었으며 그 성분이 실제와 소름돋게 똑같다고 하는데....
제가 걸리버 여행기를 안 봐서 잘 모르겠습니다. 아하하...
목성과 갈릴레오 위성
목성은 예순여섯 개의 위성을 가지고 있으나 그 중 대부분은 화성의 위성과 같은 왜소위성이며 구형을 갖춘 위성으로는 네 개가 있는데 이것을 처음으로 공표한 갈릴레오 갈릴레이의 이름을 따서 갈릴레오 위성으로 부르고 있습니다.
목성의 위성 이오
지름 대략 3,643km로 태양계에서 네 번 째로 큰 위성이며 목성의 위성 중에서는 세 번 째로 큰 위성입니다.
이오에는 400개 이상의 활화산들이 있으며 매우 활동적인 천체입니다.
이름은 헤라의 여사제이자 제우스의 연인이었던 이오에서 이름을 따왔습니다.
이오는 목성과 42,000km 떨어져 있으며 이는 목성의 중력을 생각해 봤을 때 매우 가까운 거리로 그 때문에 이런 활동적인 위성이 된 것으로 생각합니다. 목성의 다른 갈릴레오 위성이 거들고 있죠.
갈릴레오 위성인 가니메데, 에우로파, 이오의 라플라스 공명
가니메데가 1회 공전할 때 정확하게 이오는 4회 공전하며 에우로파는 2회 공전하고 있습니다.
이런 것을 궤도 공명이라고 하는데 가까운 천체들끼리 중력적인 영향을 미쳐서 발생하는 것으로 궤도 공명자체는 꽤 흔한 일입니다.
이오는 활발한 위성이고 그런 천체 중에서는 지구에서 가장 가깝기 때문에 보는 맛(?)이 있어서 그런지 지속적으로 관찰되고 있는 천체입니다.
갈릴레오 탐사선(1999년)의 관측과 뉴 호라이즌스 호(2007년)의 관측으로 비교한 이오 표면의 변화
고작 8년새에 표면의 모양이 변화하는게 관측될 수준으로 활동적인 모습입니다.
이오의 트바쉬타 파테라이 뿜어내는 화산재의 모습(촬영 뉴 호라이즌스 호)
이오의 화산들은 화산재며 간헐천이며 이것저것을 높이 뿜어내는데 위의 촬영된 것은 330km까지 뿜어지고 있었으며 다른 화산들도 500km까지 뿜어낸다고 합니다. 이렇게 이오에서 뿜어져 나온 것들은 목성의 고리를 이루고있습니다.
목성의 고리는 토성의 고리와 달리 거의 보이지 않기 때문에 잘 모르지만 목성에게도 고리가 있습니다. 사실 천왕성이나 해왕성도 고리가 있죠.
이오의 표면 지도
이오의 표면은 화산활동에 의한 각종 황화합물에 의해 이런저런 색을 띄고 있으며 지속적으로 조금씩 변화하고 있습니다.
현재 가장 눈에 띄는 것은 펠레화산 주변의 붉은 고리모양.
어째 지도가 행성인 수성보다 더 자세한 것 같아...
보이저 1호가 이오를 처음 근접통과 할 때 과학자들은 졸라 깜짞 놀랐습니다. 그 전에 탐사했던 수성이나 달, 화성의 표면을 생각 했는데 충돌구의 거의 없고 왠놈의 화산들이 표면을 뒤덮고 있었기 때문이죠.
사실 그 전에는 극지방은 붉고 적도쪽은 좀 옅은 것 정도만 알고 있었거든요. 게다가 색깔도 가까이에서 보니 그냥 좀 붉고 노랗고 그런게 아니라 각종 화산활동에 의한 용암구덩이나 황화합물로 인해 얼룩덜룩알록달록 오묘한 색을 하고 있어서 썩은 오렌지 정도로 불렸다고 합니다.
아무리 놀랐다곤 하지만 별명 너무 막 지은거 아닙니까?
목성의 위성 에우로파
지름은 대략 3121km로 갈릴레오 위성 중에서는 가장 작으나 태양계에서는 여섯 번 째로 큰 위성입니다.
이름은 역시 제우스의 연인인 에우로페에게서 따왔습니다.
에우로파의 표면은 얼음이 뒤덮고 있어서 매우 매끈하게 보이며 줄무늬는 수백km로 뻗어있는 협곡들로 표면 아래의 바다의 대류작용으로 인해 생성되는 것이라고 합니다.
목성은 막대한 방사능을 내뿜기 때문에 목성 주변에 생명체가 살 수 있으리라 생각하지 않았으나 에우로파의 표면은 겉에 약 20km~30km의 얼음층이 있고 바로 그 아래에 깊이 100km에 이르는 바다가 있을 것으로 추측하고 있으며 바로 이 곳에 생명체가 살고 있을 가능성을 두고 있습니다. 얼음층이 방사능을 막아 주는 것이죠.
그 때문에 ESA는 2022년에 목성의 얼음 위성을 탐사할 JUICE계획을 세우고 있습니다. 그러나 지구에서 묻어간 다른 바이러스나 세균이 진짜로 에우로파에 생명체가 살고 있을 때 생태계를 개박살 낼 가능성을 염두에 두어야 한다고도 합니다.
목성의 위성 가니메데
지름 5262km로 태양계에서 가장 큰 위성입니다. 4880km 지름을 가진 행성인 수성보다 더 큽니다. 그러나 질량은 수성의 45%밖에 되지 않는다고 하네요. 또한 태양계의 위성중에는 유일하게 자기장을 가지고 있습니다.
가니메데의 자기장
목성의 위성인데다가 목성이 졸라 짱큰 가스행성인지라 목성의 자기장이랑 섞여있습니다.
이런 자기장은 내부의 철로 된 핵의 대류로 인해 발생하는 것이며 가니메데는 그 구조가 상당히 잘 분리 되어있습니다.
이런 자기장을 가진 것은 태양계 위성 중에는 오직 가니메데 밖에 없습니다.
가니메데의 내부구조 상상도
가니메데는 여러층의 얼음 맨틀로 구성되어있으며 그 사이에는 바다가 층을 이루고 있으리라 추측하고 있습니다.
표면이 얼음이고 그 아래에 바다가 있는 것이 에우로파와 비슷하기 때문에 여기서도 생명의 기원을 찾을 수 있을지 기대하고 있습니다.
가니메데 표면의 어두운 부분은 약 40억년정도 된 오래된 부분이나 보다 옅은 색은 더 젊은 편인데 어떻게 이렇게 된건지는 아직 밝혀지지 않았으나 표면의 판이동에 의해 발생하는 것으로 추측하고 있습니다.
이름은 역시 제우스의 연인으로 가니메데스에서 따왔는데 이 가니메데스는 트로이의 왕자중 한 명이었습니다.
어음...네, 남자에요... 목성의 위성들은 이렇게 쥬피터(제우스, 목성의 영어명)가 화간이든 강간이든 납치든 했던 여성과 남성의 이름인데 바로 그 남성 이름이 가니메데스이며 목성의 위성들 중 유일하다고 합니다.
목성의 위성 칼리스토
지름 4820km로 태양계 위성 중 세 번 째로 큰 위성입니다.
이름은 역시 제우스가 강간한 칼리스토에서 따왔습니다. 이쪽은 연인이 아니라 강간이네요...
목성과 거리는 약 1,880,000km로 갈릴레오 위성 중 목성과 가장 멀리 있는데 세 번 째인 가니메데가 1,070,000km 떨어진데 비해 상당히 먼 거리로 그 때문에 다른 갈릴레오 위성이 라플라스 공명을 하는 것에 끼어있지 않은 것으로 보입니다.
겉표면은 가니메데와 비슷하나 내부구조는 상당히 차이가 있는데 이는 목성이 생성되던 시기에 목성 주변의 먼지 구름에서 가니메데와 칼리스토의 생성될 때 가니메데가 약 1만년 정도만에 태어났는데 그로 인해 목성 주변에 비교적 기체성분이 적게 되었고 그로인해 칼리스토는 가니메데보다 더 긴 10만년의 기간에 걸쳐 태어났고 따라서 가니메데와 달리 열을 저장하지 못 했고 이로 인해 덜 분리가 된 것으로 여겨집니다.
보이저 1호가 찍어 보내준 칼리스토의 물결무늬를 가진 발할라 충돌구
이 발할라 충돌구는 태양계의 멀티링 구조 충돌구 중에서 가장 거대한데 그 지름이 무려 3,800km입니다...어마무시하네요.
이러한 구조의 정확한 생성원인은 알 수 없으나 아직 칼리스토가 비교적 따뜻했을 시기에 덜 얼어있던 얼음에 의한 물결무늬가 굳었거나 또는 지하의 바다가 충돌여파로 남긴 무늬일 수도 있다고 합니다.
칼리스토 역시 얼음층으로 이루어져있으며 지하에 바다가 존재할 수 있을 것으로 여겨지고 있습니다.
ESA의 2022년 계획인 목성의 얼음 위성 탐사인 JUICE는 에우로파, 가니메데, 칼리스토를 목적으로 하고 있습니다.
이 계획이 실행되고 성공한다면 우리는 미지의 바다에서 숨쉬고 있는 새로운 생명체를 만날 수 있을지도 모릅니다.
NASA의 2003년 보고서 중에는 2040년대에는 칼리스토에서 유인 탐사 임무를 수행할 수 있을 것이라는 보고서가 있다고 하네요. 기대해봅시다.
토성의 고리와 위성들
토성에는 31개의 위성이 있으며 그 중 구형을 갖추는 위성은 일곱 개가 있습니다.
이 위성들을 토성의 7대 위성으로 부릅니다. 토성의 위성들에게는 신화속 거신족의 이름이 붙어 있는데 이는 새턴(크로노스, 토성의 영문명)이 바로 거신족의 우두머리였기 때문이죠.
토성의 위성 미마스
지름 약 400km로 매우 작습니다. 미마스는 태양계의 천체 중 자체 중력으로 구형을 유지할 수 있는 천체 중 가장 작은 천체입니다.
토성과의 거리는 185,000km정도이며 작은데다 가까운 거리로 인해서 타원형의 모습이 잘 드러난다고 합니다.
미마스에 있는 허셜 충돌구는 지름 130km로 다른 거대 충돌구와 비교하면 작지만 미마스 자체가 작은 천체이기 때문에 상당히 커보이며 차지하는 면적 또한 크기 때문에 도드라져 보입니다. 그리고 그로인한 이 특이한 모습으로 인해 데스스타라는 별명이 있다네요.
스타워즈에 나오는 행성 파괴 무기 데스스타
미마스는 A고리와 B고리 사이에 이는 틈 중 하나임 카시니 간극을 만드는 원인으로 이 카시니 간극의 물질들과 2:1의 궤도공명을 하고 있습니다.
미마스가 1회 공전할 때 카시니 간극의 물질들은 2회 공전하는 것. 따라서 A고리와 B고리 사이에 틈처럼 보이는 카시니 간극이 만들어집니다.
이외에 C고리의 중간부분에서 1:3, F고리의 양치기 위성 판도라와 3:2, G고리와 6:7의 궤도 공명을 하고 있습니다.
토성의 위성 엔셀라두스
지름 500km정도로 작은 위성으로 얼음으로 덮여 있으며 그 아래에는 역시 바다가 있습니다.
엔셀라두스는 남극의 타이거 스트라이프라는 얼음 화산에서 물을 뿜어대는데 이것이 토성의 E고리를 만든 것으로 추정하고 있습니다.
토성의 E고리와 엔셀라두스
토성의 E고리는 비교적 최근에 발견된 편으로 지구에서 망원경으로는 볼 수 없으며 구성 입자들은 다른 고리들과 다르게 마이크로미터 단위로 매우 작은 입자로 이루어져 있습니다.
토성의 위성 테티스
지름은 1,060km입니다.
테티스는 태양광을 효과적으로 반사하는 천체 중 하나인데 이는 엔셀라두스가 내뿜는 E고리의 물질들이 얇게 펴발라져서 이런 성질을 갖게 되었다고 합니다. 이는 테티스의 트로이 궤도를 갖는 다른 토성의 위성인 텔레스토와 칼립소도 마찬가지의 특성을 띈다고 합니다.
테티스에는 북에서 남을 가로지르는 이타카 카스마라고 하는 거대한 계곡이 존재합니다.
폭 100km에 깊이는 5m정도이며 길이는 2,000km로 테티스의 둘레의 3/4를 차지하는 길이입니다. 위 사진의 가운데에 보시면 패인듯한 계곡이 이타카 카스마입니다.
카시니 호가 1,500km까지 접근하며 찍은 테티스의 이타카 카스마의 남쪽 끝부분
이 이타카 카스마는 테티스 표면 아래 있는 바다가 다른 토성의 위성인 디오네와 3:2궤도 공명으로 조석 가열이 되어 대류하다가 궤도 공명을 벗어나면서 얼어붙으면서 천체의 부피가 증가하고 그로 인해 표면 틈이 갈라지며 생긴 것으로 추정하고 있습니다.
또는 테티스에는 지름 400km의 거대한 오디세이 충돌구가 있는데 이 충돌 구가 생길때 충격의 여파로 테티스의 약한 얼음층이 갈라지면서 이타카 카스마가 생겼을 수도 있다는 가설도 존재합니다.
테티스의 라그랑쥬 점 L4에는 텔레스토가 있으며 L5에는 칼립소가 테티스와 같은 궤도를 1:1로 토성을 공전하고 있습니다.
이로 인해 텔레스토와 칼립소는 각각 테티스 B와 테티스 C라는 별칭도 갖고 있으며 테티스의 트로이 위성으로 구분하기도 합니다.
트로이 위성이란 목성의 라그랑쥬 점 L4와 L5에 분포하는 목성족 트로이 소행성군에서 따온 이름입니다.
토성의 위성 디오네
지름은 1,118km입니다.
디오네는 엔셀라두스와 1:2 궤도 공명하며 엔셀라두스가 토성을 2회 공전할 때 디오네는 1회 공전하며 이로 인해 엔셀라두스에 조석 가열을 일으키고 엔셀라두스를 활동하게 합니다.
디오네도 테티스처럼 라그랑쥬 점 L4와 L5에 헬레네와 폴리데우케스라는 토성의 다른 위성을 트로이 위성으로 가지고 있습니다.
디오네의 표면 지도 합성 사진
디오네 표면에서 동쪽과 서쪽의 반구에 각각 다른 지면보다 어두운 부분을 볼 수 있는데 이는 토성의 자기장과 방사능에 의한 영향이라고 합니다.
두부분이 같이 어둡지 않고 한쪽은 매우 어둡고 한쪽은 약간 어두운 이유는 E고리의 영향으로 조석고정 상태인 디오네가 공전방향 역시도 한쪽면만 바라보기 때문에(이 쪽 반구를 순행 반구라고 합니다) 그 한쪽면에만 E고리의 물질이 쌓여 서로 색상의 차이가 크게 나는 것입니다.
토성의 위성 레아
지름은 1,528km입니다.
보시다시피 생긴게 디오네와 거의 똑같은데 그 구성이나 생성 과정역시 거의 같을 것으로 추정하고 있습니다.
따라서 표면의 특성마저도 디오네와 같은 특징을 갖고 있습니다.
NASA에서는 레아에 고리가 있을 수 있다고 발표했으나 아직까지 레아에서 고리를 발견하지는 못 했습니다.
토성의 위성 타이탄
지름 5,149km로 태양계 위성 중 두 번 째로 큰 위성이며 가니메데보다 약간 작으며 역시 행성인 수성보다 큽니다. 그러나 역시 질량은 수성의 절반정도밖에 되지 않습니다.
처음에는 가니메데보다 더 큰 태양계의 가장 큰 위성으로 생각했으나 실제로는 두 번 째인데 그 이유는 타이탄의 짙은 대기 때문에 겉보기에 더 커보였기 때문이죠.
타이탄은 짙은 대기를 가진 유일한 위성이며 또한 표면에 안정적인 액체상태의 물질을 가진 태양계 내에선 지구 이외에는 유일한 천체입니다.
다만 그게 지구처럼 물은 아니고 액체메탄이지만요.
타이탄의 대기의 대부분은 질소가 차지하고 있으며 그 때문에 오렌지색을 띕니다.
대기 구성이 초기 원시 지구와 유사하기 때문에 많은 관심을 받는 천체입니다. 상당히 유명한 위성이기도 하죠.
저 짙은 대기때문에 카시니-하위헌스 호가 분리하여 하위헌스 호가 타이탄 내부로 들어가기 전까지 타이탄의 내부는 미지의 세계였습니다.
뭐, 지금은 하위헌스 호의 탐사 자료 덕분에 타이탄의 내부가 어떤지 대략 알게 되었으며 생명체의 존재 가능성까지 기대하고 있습니다.
타이탄의 북극쪽의 대략적인 지도에 가짜색을 칠한 것
저 검은 색들이 액체메탄의 호수와 강들입니다.
앞선 다른 위성들은 표면의 아래에 바다가 있을 수는 있었으나 표면 자체에 액체가 존재하는 것은 지구를 빼면 태양계에선 타이탄이 유일합니다.
토성의 위성 이아페투스
지름은 1,460km입니다.
이아페투스는 매우 특이한 표면을 가지고 있는데 위와 같이 검은 카시니 영역과
반대로 매우 하얀 롱보스 대지로 나뉩니다.
이아페투스의 진짜 표면은 카시니 영역의 검은 부분이며 롱보스 대지는 눈으로 덮인 지역입니다.
이런 이아페투스의 특이한 모습의 이유는 상당히 최근인 2009년에서야 밝혀졌는데 이는 바로 포에베 고리의 존재에 있었습니다.
토성의 포에베 고리
토성의 고리 중 가장 최근에 발견 된(2009년 10월) 매우 거대한 토성의 고리인데 눈에는 보이지 않는 고리이며 토성의 위성 포에베의 안쪽궤도에서 발견된 원반이라서 포에베 고리라는 이름이 붙었습니다.
이 포에베 고리는 두께 또한 매우 두꺼운데 행성 지름의 20배 정도라고 합니다.
바로 이 포에베 고리의 물질이 조석고정인 이아페투스의 고정된 순행반구에 지속적으로 부딛혀서 표면에 쌓이는 눈을 녹이고 그 입자는 역겁의 세월동안 쌓이고 쌓이고 쌓여서 태양계 최대의 산맥을 만들어 냅니다.
이아페투스의 적도 능선 근접 촬영
폭 20km에 길이 1,300km 최대 높이 13km를 갖고 있습니다.
다만 산맥이 아닌 태양계 최대 높이의 산은 화성에 있는 올림푸스 화산이며 그 높이는 27km입니다.
천왕성의 위성중 거대한 6개의 위성. 천왕성은 26개의 위성을 가지고 있으며 그 중 구형 위성은 6개가 있습니다.
다만...위 여섯 개 중 가장 작은 퍽은 구형처럼 보이지만 중력에 의한게 아니라 그냥 우연히 둥그런 것이라 천왕성의 5대 위성에는 들지 않습니다.
그동안 신화속의 이름을 딴 다른 천체 들과 다르게 천왕성의 위성은 셰익스피어와 알렉산더 포프의 작품에 나오는 인물의 이름을 따서 지어졌습니다.
뭐...이름이 모자랄 때가 되긴 했죠.
또한 천왕성은 자전축이 97도 기울어져 공전 궤도에 거의 수직으로 드러누워 있는 것으로 유명한데 천왕성에 가까운 위성들도 역시 천왕성과 함께 드러누워서 천왕성을 공전하고 있습니다.
천왕성의 위성 미란다
지름 472km로 천왕성의 5대 위성중 가장 작습니다.
미린다 아니고 미란다입니다. 그 탄산음료 아니에요.
보시다시피 상당히 외관이 특이한데 미란다는 과거에 거대한 천체와 충돌하면서 아예 쪼개져버렸으나 중력으로 인해 다시 결합되는 어마무시한 전적을 가진 천체입니다. 게다가 그 덕분인지 거대한 지각 변동의 흔적들도 가지고 있습니다.
그래서 한 쪽 면은 비교적 매끄러운 모습인데 반해 한 쪽 면은 난리도 그런 난리가 없는 듯한 특이한 외관을 갖고 있습니다.
천왕성의 위성 아리엘
지름은 1,157km입니다.
표면은 여러 계곡이 있으며 이는 지질학적으로 활동적인 천체로 볼 수 있는 흔적으로 여기고 있습니다.
천왕성의 위성 움브리엘
지름 1,169km
표면은 충돌구로 덮여있으며 천왕성의 다른 위성들과 다르게 지질활동의 흔적이 없는 위성입니다.
크기는 아리엘과 비슷하지만 밝기는 그 절반정도로 천왕성의 5대 위성 중에서는 가장 어둡습니다.
천왕성의 위성 티타니아
지름은 1,578km입니다.
티타니아는 요정왕 오베론의 왕비 이름이고 타이탄의 여성형 명사이기도 한데 이는 천왕성의 위성 중 가장 크기 때문에 중의적 의미로 붙여준 이름인 것 같습니다.
티타니아 역시 표면에 계곡이 존재하며 지질활동을 한 흔적을 가지고 있습니다.
천왕성의 위성 오베론
지름은 1,523km입니다.
표면에는 역시 충돌구가 있으며 그 중에는 용암이 흘러나와 식은 듯한 검은 부분이 관측되었습니다.
...
왠지 설명이 졸라 짧고 사진도 화질구지고...그렇죠?
그 이유는 제가 쓰다보니 졸라 피곤해져서...하하하
농담이고 실제로 연구가 덜 되었기 때문입니다. 뭐...대충 알긴아는데 이게 다 보이저 탐사선이 천왕성 지나치면서 겸사겸사 어떻게 찍어다준 사진 덕분에 그냥 그런가보다~하는 정도로 밖에 이야기를 할 수가 없습니다.
천왕성은 1781년에 발견되었으며 공전주기는 84년으로...첫 발견으로부터 2번 정도밖에 공전하지 않았고 기술적인 부분을 생각하면 천왕성 자체도 연구가 덜 되었는데 위성은 아무래도 우선 순위가 떨어지죠...
게다가 탐사선도 보이저 2호만 딸랑 한 번 갔으니...
그래도 우리는 미래에 탐사할 천체가 더 남아있는 미지의 세계를 상상하는 자유를 가진 셈이니 아쉬워하지 맙시다.
해왕성과 그 위성 트리톤
1989년 보이저 2호의 플라이바이 3일 후의 사진
해왕성에는 13개의 위성이 있으며 그 중 구형을 갖춘 것은 트리톤 하나입니다...
해왕성의 위성 트리톤
지름 2,700km로 해왕성 위성 중에서 가장 크며 태양계 위성 중에서는 일곱 번 째 크기입니다.
트리톤은 모행성의 자전방향과 반대방향으로 공전하며 이런 역행 위성 중에서는 가장 큽니다. 역행 위성 중 두 번 째로 큰 위성은 토성의 위성인 포에베인데 이 포에베는 트리톤에 비해 지름은 8%이며 질량은 0.03%밖에 되지 않는 왜소위성입니다. 이런 큰 위성이 역행 궤도를 갖는 것은 특이하며 구형을 갖출 수 있는 위성 중 역행하는 것은 트리톤 밖에 없습니다.
이런 역행 궤도를 가지려면 모행성과 같이 태어나서는 절대 가질 수 없고 다른 곳에서 포획되어야만 역행 궤도를 가질 수 있는데다가 트리톤의 조성이 명왕성과 비슷한 점을 들어 카이퍼 대 천체로 보고 있습니다.
해왕성의 다른 모든 위성들과 트리톤의 질량 비율 비교
트리톤은 해왕성의 위성들 질량의 거의 전부를 차지하는데 이는 해왕성이 트리톤을 포획하면서 원래 가지고 있던 다른 위성들을 다 날려먹어서(...)로 추측하고 있습니다. 어떤 지나가는 천체가 행성의 중력에 잡히기 위해서는 그 만큼 에너지를 잃을 필요가 있는데 그 과정에서 해왕성의 다른 위성과 충돌을 하며 운동량을 잃고 해왕성 궤도에 잡힌 것으로 추정하며 이 때 해왕성의 다른 위성들에 교란이 일어나며 그로 인해 해왕성이 본래 가지고 있던 위성을 다 날려먹어서 이런 비정상적인 비율을 가지게 된 것으로 보고 있습니다.
그 증거로 네레이드의 비정상적인 궤도 이심률과 위의 비정상적인 질량 비율과 트리톤의 역행 궤도 그리고 조성등이 증거로 사용됩니다.
해왕성의 다른 위성 네레이드의 특이한 궤도 이심률.
근점과 원점이 매우 심하게 차이나는 타원형 공전궤도를 가지고 있습니다.
트리톤은 지질학적으로 활동적이며 표면의 나이는 젊고 충돌구가 거의 없습니다.
내부는 용암대신 물과 암모니아등으로 인해 화산과 단층이 생성되며 표면 지형들은 이런 지질활동과 화산활동으로 형성되었습니다.
트리톤의 남극에는 질소 얼음과 메탄으로 덮여 있으며 아마도 북극에도 이런 극관이 있을 것으로 생각 합니다.
사실 보이저 2호가 트리톤을 지나칠 때 북반구가 밤이었기 때문에 트리톤의 북극은 거의 알지 못 합니다.
맨 위의 트리톤 사진도 반이 짤린 것도 그러한 이유가 있습니다.
목성이나 토성에는 추가로 여러차례 탐사선이 보내졌으며 카시니 호는 여전히 토성에서 활동중이며(2017년에 활동 종료예정) 명왕성에는 최초탐사가 곧 시작될 예정이지만 천왕성과 해왕성은 보이저 2호가 플라이바이를 하며 근접통과 한게 전부이기 때문이죠.
그래서 천왕성과 해왕성의 사진은 보이저 2호가 찍어 보내준 것을 여전히 사용하고 있으며 그 때 이후로 제가 알기로 아직 추가 탐사 예정은 없는 것으로 알고 있습니다.
나중에 늙으면 새로운 탐사 계획이 나오지 않을까요?
우주 탐사는 시간이 걸리는 만큼 우리가 많은 것을 알고 있는 것 같지만 여전히 모르는 것이 더 많은 미지의 영역입니다.
가끔보면 판타지 세계 탐험과 다를바가 없죠. 무엇보다 대단한 점은 이건 진짜라는 것입니다.
미래가 기대되네요.
