목차
이전 글
- 우주 (1): 우주 뜻, 우주란 무엇인가?
- 우주 (2-1): 우주 탄생 이론, 빅뱅 이론 (Big Bang Theory)
- 우주 (2-2): 빅뱅 이론 이외의 가설들
- 우주 (3): 빅뱅 이후 우주
서론
이전 글에서 우주 빅뱅 이후 즉, 우주의 탄생 직후 중원소의 형성과 별의 탄생과 죽음, 그리고 또 다른 탄생에 대해 이야기를 나눴습니다. 별의 탄생과 죽음이 반복되면서 태양계 형성이 시작되었고, 그 중 하나인 지구에 우리가 살고 있습니다. 태양계 행성에는 어떤 것이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
본론 : 태양계 (Solar System)
태양 (Sun)
매일 아침 어김 없이 우리 머리 위에 떠오르는 행성, 바로 태양입니다. 태양은 우리 인간의 빛이자 생명의 원천입니다. 우리는 전적으로 태양을 중심으로 살아갑니다. 어쩌면 태양은 수백만 년 동안 신의 얼굴에 가장 가까운 존재였을 것입니다. 태양은 지구에서 약 150,000,000km, 비행기로 20년 거리만큼 떨어져 있습니다. 지금 당장 태양의 불꽃이 꺼진다 해도 우리는 8분 뒤에야 그 사실을 알아차릴 수 있을 만큼 까마득한 거리입니다.
태양의 크기는 지구 백만 개를 합친 것보다 큽니다. 게다가 태양의 중력으로 태양계 전체를 움직일 만큼 무겁습니다. 태양 표면에서 요동치는 홍염 (백열 가스) 고리의 온도는 무려 5,000℃를 넘습니다. 중심부 온도는 수천만℃를 넘을 것으로 추정됩니다. 홍염 1개는 화산 천만 개보다 많은 에너지를 내뿜으며, 그 안에 지구를 통과시켜도 수만km의 여유가 남을 만큼 거대합니다. 이 뜨거운 온도는 핵융합 반응을 일으키며 초당 수백만 톤에 달하는 물질을 에너지로 바꿉니다. 인류가 생산한 총 에너지보다 많은 수치입니다. 지구에서 보고 느끼는 빛과 열이 바로 이 에너지입니다.
홍염이 솟구친 자리엔 비교적 온도가 낮은 층이 드러나는데, 이것이 흑점입니다. 주변 온도보다 조금 낮은 탓에 검어 보이지만 지구에 있는 어떤 물질보다 뜨거우며, 크기도 어마어마합니다. 어떤 것은 지름이 50,000km를 넘는 것도 있습니다.
태양에서는 플레어 (Flare)라는 전하를 띤 고온의 가스가 분출하면서 강한 방사선을 내뿜는 현상을 보이기도 합니다.
언젠가 태양의 연료가 바닥나면 이 모든 것은 멈출 것입니다. 태양이 죽으면 지구의 운명도 끝입니다.
수성 (Mercury)
수성은 태양과 가장 가까운 별입니다. 그렇기 때문에 수성의 기온은 극과 극입니다. 밤에는 영하 170℃까지 내려가고, 낮에는 400℃까지 올라갑니다. 극심한 일교차로 수성 표면이 불에 타고 얼어 붙고를 반복했고, 이로 인해 생긴 상처들이 표면에 가득합니다. 수성 탐사선 메신저는 수성이 작은 크기에 비해 중력이 크다는 사실을 발견합니다. 꽤 무겁다는 뜻입니다.
금성 (Venus)
금성의 표면에는 햇빛을 반사하는 황색 구름으로 뒤덮여 있습니다. 이것 때문에 금성이 태양계에서 가장 밝은 행성으로 알려져 있습니다. 흥미로운 사실은 크기와 중력이 지구와 거의 비슷하다는 점입니다. 금성 탐사선인 비너스 익스프레스에 의하면, 이 황색 구름의 정체는 황산이며 행성의 대기는 이산화탄소로 가득하다고 합니다. 매우 위험한 행성입니다. 위험한 대기, 높은 기압과 온도 (500℃) 때문에 생명체가 살기에는 매우 혹독한 환경입니다. 대기의 주성분인 이산화탄소가 태양열을 가두는 바람에 온난화가 돌이킬 수 없을 정도로 진행된 상태입니다. 소련의 탐사선 베네라 (Venera, 1982)도 이 가혹한 환경을 이기지 못하고 수명을 다했습니다.
지구 (Earth)
굉장히 익숙한 사진입니다. 바로 우리가 살고 있는 고향, 지구입니다. 지구는 우주에서 유일하게 알려진 생명이 존재하는 곳입니다. 지구는 태양계에서 세 번째로 가까운 행성으로, 약 46억 년 전에 형성되었습니다. 지구는 다양한 지형과 지리적 특징을 가지고 있으며, 대륙, 해양, 산맥, 강과 같은 다양한 지형 요소로 이루어져 있습니다. 이 행성은 푸른 바다와 화려한 자연 경관으로 유명하며, 다양한 생물종과 생태계가 서식하고 있습니다.
또한, 다양한 기후와 기상 현상을 관찰할 수 있습니다. 서로 다른 지역에서는 봄, 여름, 가을 겨울과 같은 계절의 변화와 함께 일정하지 않은 날씨 변화를 관찰할 수 있습니다. 이러한 기후 변화는 지구의 생명체들과 생태계에 큰 영향을 미치며, 우리의 삶에도 직접적, 간접적으로 영향을 주고 있습니다.
달 (Moon)
지구에서 약 380,000km 떨어진 지구의 위성, 달입니다. 수많은 유성과 소행성의 충돌로 인해 생긴 흔적인 크레이터가 달의 표면에서 많이 관측됩니다. 1969년 닐 암스트롱이 남긴 발자국은 흔적을 지울 공기가 없어 아직도 선명하다고 합니다.
That’s one small step for a man, one giant leap for mankind.
– 닐 암스트롱 –
화성 (Mars)
인류는 수백 년 동안 화성에서 생명의 흔적을 찾고자 노력해왔습니다. 그리고 화성만큼 우리의 상상을 자극하는 행성이 없습니다. 이 곳 어딘가에 생명체가 있을 수도 있습니다. 하지만, 화성은 이미 죽은 땅입니다. 생명을 지탱해 줄 모든 활동은 이미 수억 년 전에 멈춘 상태입니다. 지금의 화성은 붉은 화석에 불과합니다. 화성에서는 때로 거대한 모래 폭풍이 붑니다. 바람이 분다는 것은 공기가 있다는 뜻이고, 공기가 있다는 것은 생명체가 살 수 있다는 뜻입니다.
하지만, 사람이 숨쉬기에는 산소가 희박하고 이산화탄소가 많습니다. 태양의 자외선을 걸러줄 장치 마저 없습니다. 게다가 기온은 영하 80℃까지 떨어져서 지표와 극지방의 물은 물론 대기 중 수증기까지 얼어버립니다. 토양에 영양분을 공급할 지질 활동이 전혀 없고, 얼어붙은 물을 녹일 열도 없으며 보이는 것은 짙은 먼지 구름 뿐입니다.
화성에는 에베레스트 산보다 3배 높은 거대한 화산인 올림푸스 몬스 (Olympus Mons)가 존재합니다. 1970년대에 발견된 이 화산에는 용암이 흘렀던 자국이 존재합니다. 하지만 용암은 운석 충돌과 함께 사라진 지 오래 입니다. 어쩌면 이 밑에 마그마가 있을지도 모릅니다. 그렇다면 얘기가 달라집니다. 화산 활동은 땅 속에 얼어붙은 물을 녹이고 화학물질과 영양소를 순환 시킵니다. 생존에 필요한 조건이 마련되는 셈입니다.
이로 인해 지구의 생명체가 여기서 비롯됐다는 학설이 있습니다. 화성이 소행성과 충돌하면서 미생물이 풍부한 화성 파편이 우주로 떨어져 나와 어린 지구에 떨어졌고, 그 곳에 생명의 씨앗을 심었다는 것입니다. 우리가 화성이 이토록 끌리는 것도 인류의 고향이기 때문은 아닐까요? 화성은 태양계 중에서 가장 오랫동안 연구했던 대상임에도 아직 모르는 것이 많다는 것은 우주에는 더 많은 비밀이 숨어 있다는 증거입니다.
목성 (Jupiter)
목성은 지구보다 약 1,000배 이상 큰 행성입니다. 아마 나머지 행성들과 합쳐도 그것보다 클 것입니다. 거대한 크기 때문에 목성의 인력이 주변에 큰 영향을 미칩니다. 그래서 소행성들이 행성으로 될 수 없는 것입니다. 목성은 거의 기체로 구성되어 있습니다. 만약 목성에 착륙한다면 한없이 빠져 들어가 지표면에 닿지 못할 수도 있습니다. 목성 표면에서 관찰되는 아름다운 소용돌이는 격렬한 운동의 결과입니다. 엄청난 속도로 자전하면서 시속 수백km의 바람을 일으키고, 이것이 줄무늬와 소용돌이, 회오리 구름을 만들어 내는 것입니다. 특히, 목성의 대적점은 지구 크기의 3배가 넘는 큰 폭풍이 300년 이상 몰아치고 있는 것입니다. 휘몰아치는 이 구름은 지구에서 일어나는 번개보다 10,000배 강력한 뇌우를 일으킵니다. 그리고 지구의 오로라처럼 목성의 극지방에서도 강한 자기장에 이끌린 방사선이 만들어낸 오로라가 관찰됩니다.
유로파 (Europa)
유로파는 지구로부터 약 650,000,000km, 태양으로부터 약 800,000,000km 떨어진 거리에 존재하는 목성의 위성입니다. 표면은 얼음으로 뒤덮인 갈라진 땅처럼 보이는 것이 마치 북극과 유사합니다. 목성의 중력이 땅 속 깊이 마찰을 일으켜 유로파가 완전히 얼어 붙지 않았다면 이 두꺼운 얼음 아래 생명이 자라고 있을 것입니다. 하지만, 탐사선을 보내 얼음을 뚫지 않는 한은 유로파는 태양계의 불가사의로 남아 있을 것입니다.
토성 (Saturn)
거대한 기체 덩어리인 토성은 물에 뜰 정도로 가볍습니다. 토성의 고리는 지구에서 달의 거리만큼 넓게 퍼져있지만 두께는 몇 백m에 불과합니다. 토성 탐사선 카시니는 토성의 극지방 오로라에서 나온 희미한 전파를 감지하기도 했습니다. 카시니의 조사에 따르면, 토성의 고리는 토성의 중력에 이끌려 부서진 위성의 잔해일 것이라고 추측합니다.
타이탄 (Titan)
토성의 위성인 타이탄은 대기가 있습니다. 바람, 비, 계절, 강, 호수가 존재합니다. 외관으로만 봤을 때 지구와 매우 흡사한 것 같습니다. 그러나 이것은 물이 아니라 액체 천연가스입니다. 지구 전체의 석유와 가스 매장량의 수백 배는 될 것으로 추정됩니다. 이는 지구에서 수천 년 동안 사용할 수 있는 양입니다. 타이탄에 대해 자세히 알아보고자 카시니의 위성 탐사선인 하위헌스가 타이탄에 착륙했습니다. 토양에서 유기물의 존재를 확인해보고자 했지만, 영하 180℃에 육박하는 기온 때문에 생명체가 탄생하기엔 무리가 있는 것으로 판단됩니다.
천왕성 (Uranus)
천왕성은 태양계에서 가장 먼 외계 행성으로, 그 독특한 특징과 신비로움으로 많은 이들의 호기심과 관심을 끌고 있습니다. 천왕성은 가스 행성으로서, 수소와 헬륨을 주로 포함한 대기로 둘러싸여 있습니다. 그러나 천왕성은 다른 가스 행성들과는 달리 고체상의 중심부를 가지고 있는 것으로 추정되고 있습니다. 이는 천왕성의 독특한 특성 중 하나로, 이 행성을 다른 행성과 구별하는 중요한 요소입니다.
천왕성 역시 토성과 비슷한 고리를 가지고 있지만 자전축이 기울어져 있습니다. 기울어진 자전축은 천왕성의 계절 변화에도 영향을 미치며, 지구와는 매우 다른 환경과 기후를 만들어 냅니다.
현재까지 천왕성에 대해 알려진 정보가 매우 제한적입니다. 그러나 우주 탐사 임무를 통해 수집된 데이터와 관측 결과를 분석하고 이해하면서 천왕성에 대한 정보가 최신화되고 있습니다.
해왕성 (Naptune)
해왕성은 메탄 가스로 둘러싸인 거대 행성입니다. 해왕성에는 지구 크기 만한 폭풍이 시속 1,500km/h로 휘몰아치고 있습니다. 이 폭풍이 태양에 의해 발생했다고 하기에는 너무 멀리 떨어져 있습니다. 이러한 폭풍이 부는 이유가 분명 있겠지만, 그것은 아무도 모릅니다.
트리톤 (Triton)
해왕성의 위성 트리톤에는 요상한 검댕을 뿜어내는 간헐천이 있습니다. 트리톤은 해왕성의 자전 방향과 반대로 공전합니다. 해왕성의 엄청난 중력으로 트리톤을 잡아당겨 속도를 늦추고 있습니다. 언젠가 트리톤은 해왕성의 힘에 무너질 것 같습니다.
결론
태양계는 생각보다 거대했고, 우리의 지식은 그에 비해 형편 없었습니다. 과학이 얼마나 발달해야 태양계를 완벽하게 이해할 수 있을까요? 보면 볼수록 더욱 궁금해지는 존재인 것 같습니다.