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학습자료/과학

위성·소행성·혜성

대한민국 교육부 2015. 10. 1. 15:33

위성·소행성·혜성



위성(Moons) 

위성이란 행성의 주위를 도는 천체를 말하는 것으로, 8개의 태양계 행성 중 수성과 금성을 제외한 6개의 행성은 위성을 거느리고 있습니다. 수성과 금성에는 아마 위성이 존재하지 않거나, 존재한다 해도 대단히 작을 것으로 예상됩니다. 대개 모행성에 비해 지름이 수십 분의 1 이하이고, 질량은 수만 분의 1 이하지만 지구의 위성인 달은 예외(지름 약 4분의 1, 질량 약 100분의 1)로 모행성에 대한 비율이 태양계 가운데 가장 큰 것으로 알려져 있습니다. 태양과 가까이 있는 4개의 지구형 행성 중에는 지구가 1개(달, 지름 3476㎞), 화성이 2개(포보스, 데이모스)의 위성을 거느리고 있습니다. 


▲ 각 행성의 위성들(출처: 에듀넷)


좀 더 멀리 떨어져 있고 덩치가 큰 목성과 토성이 가장 많은 위성을 거느린 대가족 행성으로, 목성에는 갈릴레이가 발견했다 해서 갈릴레오 위성이라 불리기도 하는 이오(Io, 지름 3,630㎞), 유로파(Europa, 지름 3,138㎞), 가니메데(Ganymede, 지름 5,262㎞), 칼리스토(Callisto, 지름 4,800㎞) 4개를 포함해서 위성이 총 63개나 있습니다. 토성이 보유한 위성도 만만치 않습니다. 2007년 나사가 공식적으로 발표한 위성의 수는 60개, 여기에 아직 위성이라고 공식 인정받지는 못했지만 위성과 유사한 것이 3개 더 있다고 하니 말입니다. 이들이 공식적으로 인정받게 되면 토성이 보유한 위성도 목성과 똑같이 63개가 됩니다. 토성에는 현재도 새로운 위성이 계속 늘어나는 추세이므로 토성이 머지않아 위성 수 1위 자리에 오를지도 모르는 일이랍니다. 


천왕성과 해왕성의 위성은 현재까지 각각 27개, 13개가 발견되었습니다. 태양계의 먼 행성에는 아직까지 발견되지 않은 위성이 있을 수도 있고, 목성이나 토성처럼 덩치가 큰 행성들은 떠돌아다니는 위성을 잡아 버리는 힘이 있기 때문에 앞으로 위성들의 수는 더 늘어날 것으로 전망됩니다. 


행성 

수성 

금성 

지구 

화성

목성 

토성 

천왕성

혜왕성 

위성 수 

- 

- 

1 

2 

63 

60 

27 

13 


소행성(Asteroid) 

태양을 중심으로 도는 천체 가운데 행성보다는 작지만 유성체보다는 큰 천체를 소행성이라고 합니다. 소행성들은 주로 화성과 목성 사이에 흩어져 전체적으로 띠 모양을 이루면서 태양 둘레를 돌고 있습니다. 소행성은 수십만 개가 넘을 것으로 추산되며, 크기는 조그만 것에서 지름이 914㎞나 되는 세레스에 이르기까지 아주 다양합니다. 세레스는 태양계에서 최초로 발견된 소행성으로 소행성 번호 1번입니다. 1801년 1월 1일 이탈리아의 팔레르모 천문대의 피아치에 의해 발견되었는데 발견자인 피아치는 자신의 고향인 시칠리아의 수호 여신(농사의 여신)인 케레스의 이름을 이 소행성에 붙여 주었답니다. 


그 뒤에도 새로운 행성들이 계속 발견되어 1872년경에는 약 100개 정도가 발견되었습니다. 이 행성들은 대부분 크기가 아주 작아 지름 200㎞ 이상은 불과 33개 정도밖에 되지 않는답니다. 이런 소행성들은 화성과 목성 사이에 특히 몰려 있는데 이 지역을 소행성대라고 부르고 있습니다. 


▲ 소행성대(출처: 에듀넷)


소행성의 무리는 공전하는 궤도에 따라 몇 가지 무리로 나뉘어져 있습니다. 트로이군이라는 소행성 무리는 목성의 궤도 위에서 목성에 앞서서 또는 목성의 뒤를 따라 태양을 돌고 있습니다. 이 소행성 무리에는 헥토르나 네스토르 등 트로이 전쟁에 등장하는 영웅들의 이름을 붙여져 있습니다. 


지구에 떨어지는 운석의 대부분이 소행성대에서 날아오기 때문에 운석의 성분을 조사하면 소행성의 성분을 알 수 있습니다. 지상에 도달한 운석의 성분은 규소와 산소로 되어 있는 석질 운석과 철이 많이 함유되어 있는 철질 운석으로 나눌 수 있는데 이를 통해 소행성의 성분도 이와 같을 것으로 추정하고 있답니다. 


소행성은 처음에는 그리스·로마 신화에 나오는 석상들의 이름을 따서 지은 경우가 많았습니다. 그러다가 더 이상 붙일 이름이 없자 유명인 이름, 문학 속의 캐릭터 이름, 발견자 아내와 아이들의 이름, 텔레비전 캐릭터의 이름을 붙였습니다. 신화와 관련 없는 이름이 붙은 첫 번째 소행성은 20 마샬리아(Massalia)입니다. 마샬리아는 도시 이름인데, 소행성이 많이 발견되면서 소행성에 발견자들이 어이없는 이름을 붙이는 경향이 늘어갔답니다. 소행성 482 펜트리나(Petrina)와 483 세피나(Seppina)는 발견자의 애완견 이름이지요. 그도 그럴것이 관측기기의 현대화와 관측 기술의 발전에 따라 2001년에는 2만 번째의 소행성이 발견되었고 현재까지 임시로 등록된 것까지 합하면 38만 개에 이를 정도로 수많은 소행성들이 발견되었기 때문입니다. 국제천문연맹이 계속 소행성에 애완동물의 이름을 붙이는 것을 금지했다고는 하지만, 특이한 소행성의 경우 여전히 이상한 이름들이 붙여지고 있답니다. 


이러한 소행성들은 엄청나게 광활한 공간에 퍼져 있는 것으로 알려져 있습니다. 대략적인 계산으로 따져도 소행성과 소행성 사이는 대략 300만㎞ 이상 떨어져 있다고 하는데, 다시 말하면 소행성 간의 거리가 지구에서 달까지 거리의 8배 정도된다는 뜻이지요. 따라서 소행성은 그들끼리 충돌할 확률도 아주 낮고 우주선이 소행성대를 지나갈 때 소행성과 충돌할 확률도 아주 희박하다고 합니다. 소행성 중 제일 큰 것은 세레스(Ceres, 지름 936㎞)였지만, 이 천체는 지금은 왜소행성으로 지위가 상승되었습니다. 2번째로 큰 소행성은 팔라스(Pallas, 지름 535㎞), 3번째로 큰 소행성은 베스타(Vesta, 지름 510㎞)입니다. 소행성 중 지름이 200㎞가 넘는 것은 불과 30개이고, 지름이 100㎞가 넘는 소행성은 250개 정도밖에 되지 않습니다. 대부분의 소행성은 반지름이 50㎞ 이하이고, 우주에서는 먼지로 견줄 만한 지름이 1㎞ 이하인 것도 수없이 많답니다. 


▲ 소행성의 크기 비교(출처: 에듀넷)


소행성 중 일부는 운석의 형태로 지구 가까이 오기도 합니다. 실제로 지난 1989년 3월 22일에 소행성 중 하나가 지구 가까이 약 70만㎞까지 접근하기도 하였는데, 만일 이 소행성이 지구와 충돌했더라면 화약 100만 톤 정도의 위력으로 떨어져서 지구에는 약 7㎞나 되는 운석공이 생겼을 것이라고 합니다. 


혜성(Comet)

대부분의 혜성은 약 15km 이하의 크기인 핵과, 약 150만km의 핵을 둘러싼 먼지와 가스인 코마(Coma)를 가지고 있다고 알려져 있습니다. 어느 날 갑자기 나타나는 혜성은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 태양계에 접근하기 전까지는 보이지 않다가 점점 가까워지면 태양풍에 의해 수억㎞에 이르는 긴 꼬리(이온 꼬리와 먼지 꼬리)를 형성하게 됩니다. 혜성이 이렇게 꼬리를 형성하게 되면 본격적으로 지구에서 관측되기 시작하는데 한번 나타나면 며칠에서 길게는 몇 개월까지 모습을 보입니다. 그렇다면 이러한 혜성의 고향은 어디일까요? 지금까지 알려진 바에 의하면 태양계의 끄트머리에 구름벨트를 이루고 있는 카이퍼 벨트 또는 오르트 구름이라고 합니다. 하지만 아직까지는 직접적인 관측 증거가 없어 다만 추측일 뿐입니다.


▲ 혜성(출처: 에듀넷)


혜성은 지구를 찾아오는 횟수에 따라 최단주기 혜성, 단주기 혜성, 장주기 혜성, 비주기 혜성으로 분류할 수 있습니다. 3.3년마다 한 번씩 지구를 찾아 주는 엥케(Encke) 혜성은 최단주기 혜성, 33년 만에 지구를 방문하는 템펠터틀(Tempel-Tuttle) 혜성, 76년 만에 지구를 찾는 핼리(Halley) 혜성 등은 단주기 혜성, 헤일밥 혜성이나 하쿠다케 혜성처럼 태양계에 한번 접근했다가 수만 년 동안은 보기 어려운 혜성은 장주기 혜성인 것이지요. 


▲ 헤일밥 혜성(출처: 에듀넷)


2004년 8월 촬영한 맥홀츠(machholz) 혜성이나, 2006년 8월에 가까워진 맥노트(McNaught) 혜성 등과 같이 두 번 다시 돌아오지 않을 것으로 생각되는 혜성은 비주기 혜성이라고 부른답니다. 


▲ 맥노트 혜성(출처: 에듀넷)


대부분의 혜성은 긴 타원 궤도를 도는데, 주기가 길수록 더 긴 타원 궤도를 도는 것으로 알려져 있습니다. 혜성 궤도의 한쪽 끝은 태양 가까이에 있고 다른 반대쪽 끝은 바깥쪽 멀리 해왕성 너머에 있는 것도 있답니다. 


혜성은 옛날부터 불길한 별 또는 재수 없는 별로 여겨졌습니다. 혜성이 나타나면 기아, 전염병, 전쟁과 같이 안 좋은 일이 일어난다고 생각했던 것이지요. 하지만 영국의 천문학자 에드먼드 핼리(Edmund Halley, 1656~1742)가 정확한 계산에 의해 혜성이 나타난다는 것을 증명한 다음부터는 이런 소문들이 점차 사라지게 되었습니다. 


매우 긴 꼬리를 가지고 있고, 출현 주기가 76년인 핼리 혜성(Halley’s Comet)을 처음 발견한 사람 역시 에드먼드 핼리(Edmond Halley, 1656~1742)였습니다. 1705년에 핼리(Edmond Halley)는 1531년, 1067년, 그리고 1682년에 발견된 혜성이 같은 혜성이고, 1758년에 다시 나타날 것이라 예언하였습니다. 그리고 그 혜성은 예언대로 나타났고, 핼리의 이름을 따 핼리혜성이라 이름 지어졌습니다. 이 핼리혜성은 1986년 여러 국가에서 발사한 우주선들이 근접 탐사 결과 약 76년 주기로 태양계 안쪽을 지나가는 것으로 밝혀졌습니다. 


▲ 핼리 혜성(출처: 에듀넷)



[자료출처: 에듀넷]



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