해왕성: 태양에서 멀리 떨어진 얼음 행성

 

해왕성은 태양계에서 태양으로부터 가장 멀리 떨어진 여덟 번째 행성입니다. 로마 신화의 바다의 신 넵투누스의 이름을 따서 해왕성이라는 이름이 붙여졌습니다. 해왕성은 너무 멀리 있어 맨눈으로는 보이지 않기 때문에, 수학적 계산을 통해 발견된 유일한 행성입니다.

해왕성의 이야기

천문학자들은 천왕성의 궤도에서 이상한 움직임을 발견하고, 또 다른 행성이 영향을 주고 있으리라 추측했습니다. 프랑스의 천문학자 위르뱅 르베리에와 영국의 천문학자 존 쿠치 애덤스는 각각 독립적으로 해왕성의 위치를 계산했습니다. 1846년, 독일의 천문학자 요한 고트프리트 갈레가 르베리에의 예측에 따라 해왕성을 실제로 관측하여 발견했습니다. 해왕성의 이름을 두고 여러 논란이 있었습니다. 처음에는 ‘르베리에의 행성’ 또는 ‘야누스’라는 이름이 제안되었지만, 결국 로마 신화의 바다의 신 넵투누스에서 따온 '해왕성'이라는 이름이 국제적으로 받아들여졌습니다. 한국에서는 '해왕성'이라는 이름으로 불리며, 이는 '바다의 왕'이라는 뜻입니다.

 

해왕성의 특징

해왕성은 지구보다 약 17배 더 무겁고, 지구보다 거의 4배 더 큽니다. 그러나 목성보다는 작고 가벼운 편입니다. 해왕성과 그 쌍둥이 행성인 천왕성은 '거대 얼음 행성'으로 분류됩니다. 이는 주로 물, 암모니아, 메테인 같은 물질들이 얼어 있는 행성이기 때문입니다.

 

해왕성의 대기에는 소량의 메테인이 있어 행성이 맑고 푸른 색을 띠게 합니다. 해왕성의 내부는 천왕성과 비슷하게 얼음과 암석으로 이루어져 있다고 추정됩니다. 해왕성의 대기는 전체 질량의 5~10%를 차지하며, 대기의 압력은 지구의 대기압보다 100만 배나 높습니다. 대기 아래에는 메테인, 암모니아, 물 등이 섞인 액체 상태의 맨틀이 있습니다. 이 맨틀은 고온고압 상태로 매우 뜨겁고, 무게는 지구 10~15배 정도입니다. 해왕성의 핵은 철, 니켈, 규산염으로 이루어져 있으며, 지구 질량의 1.2배에 달합니다. 핵의 온도는 약 5,400도에 이릅니다.

 

해왕성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 메테인이 소량 포함되어 있어서 붉은빛을 흡수하고 파란빛을 반사하여 해왕성을 푸르게 보이게 합니다. 해왕성의 대기는 매우 역동적입니다. 1989년, 보이저 2호가 해왕성을 지나가면서 남반구에서 '대암반'이라는 큰 폭풍을 발견했습니다.

 

해왕성에서는 태양계에서 가장 강한 바람이 불며, 그 속도는 시속 2,100킬로미터에 달합니다. 해왕성의 바깥 대기는 태양계에서 가장 추운 곳 중 하나로, 온도는 -218°C까지 내려갑니다. 반면, 행성의 중심부 온도는 약 5,000°C에 이릅니다. 해왕성의 날씨는 매우 활발하며, 바람의 속도는 초속 600미터에 달할 수 있습니다. 해왕성은 태양으로부터 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 계절이 매우 길어서 하나의 계절이 약 40년 동안 지속됩니다. 계절 변화에 따라 대기의 구름과 온도도 변합니다.

 

해왕성의 고리와 위성

해왕성 주위에는 미세한 고리들이 있으며, 이는 1989년에 보이저 2호가 발견했습니다. 해왕성의 고리 구조는 얼음과 먼지로 이루어져 있으며, 이에 따라 붉은빛을 띠는 것처럼 보입니다. 고리는 여러 개의 부분으로 나눠지며, 그중에서도 주 고리로 알려진 애덤스, 르베리에, 갈레 고리가 있습니다. 애덤스 고리에는 다섯 개의 뚜렷한 아크 구조가 있는데, 이들은 각각 용기, 자유, 평등, 박애라는 이름으로 알려져 있습니다. 이 아크들은 갈라테아라는 위성의 중력에 의해 입자들이 아크 구조의 위치에 가둬져 있다는 가설이 있습니다.

 

해왕성에는 14개의 위성이 있으며, 그중 가장 큰 위성은 '트리톤'입니다. 트리톤은 해왕성이 발견된 지 얼마 안 되어 발견되었지만, 나머지 위성들은 훨씬 후에 발견되었습니다. 트리톤은 해왕성과는 반대로 역행 궤도를 가지고 있어서 해왕성이 만들어낸 것이 아닌 해왕성의 중력에 포획된 것으로 보입니다. 그 외에도 해왕성의 주위에는 더 많은 위성이 있으며, 그중에는 해왕성의 고리를 형성하는 데 영향을 주는 위성도 있습니다. 이런 위성들은 로마 신화 해신들의 이름을 따서 명명되었습니다.

 

해왕성 탐사: 보이저 2호의 위대한 여정

해왕성을 직접 탐사한 우주선은 보이저 2호가 유일합니다. 보이저 2호는 1989년에 해왕성을 근접 통과하며 행성의 대기, 위성, 고리 등을 연구했습니다. 이 탐사를 통해 해왕성에 대해 많은 정보를 얻게 되었습니다. 보이저 2호는 해왕성과 그 위성인 트리톤을 탐사하며, 해왕성의 자기장이 있다는 것을 알게 되었고, 해왕성의 활동적인 기후 시스템과 여러 개의 위성과 고리가 있다는 것도 확인할 수 있었습니다. 해왕성은 태양계에서 가장 멀리 떨어져 있지만, 그런데도 상당히 활동적인 행성 중 하나로 많은 천문학자들의 관심을 받고 있습니다. 해왕성은 태양으로부터 받는 에너지의 40%밖에 받지 못하지만, 그런데도 내부에 강력한 열을 가지고 있습니다. 이러한 내부열로 인해 해왕성은 강력한 바람을 유지할 수 있으며, 역동적인 날씨를 만들어냅니다.