안녕하세요, 행성에 대해서 관심이 있는 분들이라면
고리에 대해서 들어보셨을 것 같습니다.
행성 주위를 둘러싸고 있는
이 고리에 대해서 알아보면서
행성고리 대표적인 행성인 토성에 대하여
자세하게 살펴보도록 하겠습니다.
토성은 사람들에게 가장 사 받는 행성 중 하나입니다.
토성의 고리는 갈릴레이가 1610년 처음 관측했는데,
하지만 그 시기 낮은 해상도의 망원경 때문에
확실히 그 모양이 고리라는 것을 확인하지는 못했습니다.
토성의 고리들은 수많은 얇은 고리들로 이뤄져 있고
흡사 레코드판 같은 모습으로 나열되어 있는 형태입니다.
적도면에 위치한 이 고리는 토성의 표면으로부터
약 7만~ 14만km까지 분포되어 있는데,
조약돌 같은 작은 알갱이에서 기차와 같이
큰 크기의 얼음들로 구성되어 있습니다.
이 알갱이들의 구성은 토성 생성 후
찌꺼기들이 고리를 이뤘다는 설이 지배적입니다.
그러나 이 설은 일명 고리계라 불리는 토성의 고리가
어떻게 45억 년 이상이 유지되어왔는지를
설명하기 어렵습니다.
때문에 몇몇 학자들의 경우 토성에 다가온 위성들이
토성의 중력을 이기지 못하고 부서져
이 고리를 이뤘다고 말합니다.
즉, 토성의 중력에 의해 부서진 잔해들이
서로 충돌해 더 작은 잔해로
고리를 형성한다는 것입니다.
현재 밝혀진 토성의 위성만 해도 수십개에 이릅니다.
대부분은 얼음 덩어리로 이뤄져 있지만
간혹 암석도 섞여 있습니다.
토성의 위성들을 관찰하면
비교적 크기가 큰 위성들의 경우
표면이 깨끗한 편이고, 작은 위성들의 경우
충돌한 자국이 그대로 보존되어 있는 것을 알 수 있습니다.
몇몇 학자들은 이 때문에 토성 주위에
위성들이 몇 개의 천체가 부서져
만들어진 것이라고 주장합니다.
토성의 모습하면 빠지지 않는 것이
토성 표면을 감싸고 있는 띠입니다.
목성을 생각하면 쉬운데, 목성보다는
희미하고 적도 부근에서는 상대적으로 두껍습니다.
이는 비슷한 대기 구성성분 때문에 생긴 일입니다.
토성의 대기 성분은 수소분자, 암모니아,
헬륨, 에탄 등이 검출되었고,
수소 분자가 가장 풍부한데,
비율은 다르지만 목성과 구성성분이 유사 합니다.
이 외에도 토성과 목성은 유사한 점이 많습니다.
토성은 목성과 마찬가지로
태양에서 받는 태양 에너지 보다
더 많은 에너지를 자체적으로 발산합니다.
토성의 에너지 원천
물론 목성과 같은 중력수축 에너지와는
방식이 조금 다릅니다.
토성의 에너지 원천은 헬륨강우라고 하는데,
헬륨들이 아래로 하강하며 액체수소 부분을 지날 때
마찰에 의해 에너지가 발생한다는 것입니다.
이는 토성 상층부에 헬륨이 적다는 것을
근거에 두고 주장하는 것으로
거의 정설로 받아들여지고 있습니다.
토성은 태양계에서 2번째로 크지만
밀도는 태양계에서 가장 낮다고 합니다.
이는 굉장히 낮은 밀도로 토성을 물에 넣는다면
물에 가라 앉지 않고 뜰 수 있는 밀도 입니다.
행성은 자전을 하기 때문에
적도의 반지름이 극반지름보다 일반적으로 긴데,
이를 수치로 표현한 것이 편평도 1입니다.
편평도가 클수록 행성이 타원체에 가까워지는데
토성은 굉장히 납작한 모양세로
편평도는 지구의 약 19배 정도입니다.
행성고리 대표인 토성의 내부는
앞서 말했던 것처럼 목성과 유사한데
가장 하층부에는 얼음과 핵,
그 위로는 액체 금곡수소,
그 바깥층에는 비균질로 이루어져 있습니다.
이 비균질층은 작은 물방울 형태의
헬륨으로 이루어졌다고 합니다.
비균질층 위로는 수소분자들이 층을 이루고 있습니다.
토성은 10시간 39분 정도의 주기로 자전하는데
기체로 이뤄진 행성이기 때문에
축이 기울어질수록 속도가 다른 차등자전을 합니다.
공전속도
공전 속도는 약 29.6년이 걸립니다.
또 토성은 약간 기울어져 공전하므로
지구처럼 계절이 생기는데,
이러한 공전 중 고리의 평면이 태양과 일치하면
토성의 고리가 보이지 않습니다.
이런 현상은 약 15년에 한 번씩
공전 주기 동안 2번이 일어납니다.
이상으로 오늘은 토성에 대해서
자세하게 알아보는 시간을 준비했는데,
평소에 행성에 관심 있는 분들이라면
꽤 유용한 시간이었다고 생각합니다.
해당 행성에 대하여 준비한 자료는 여기까지이며,
행성고리 대표적인 행성인 토성에 대하여
추가적인 문의점이나 확인이 필요한 사항을
직접 체크하면서 지식의 수준을 높여보시길 바랍니다.