천왕성: 가장 추운 행성

~17 min
천왕성: 가장 추운 행성

천왕성은 태양계의 8개 행성 중에서 가장 이상한 행성입니다. 독특한 화학 성분과 극한의 온도, 가장 특이한 자전축 기울기 때문입니다. 이번 글에서는 이러한 천왕성의 기이한 특징에 대하여 자세히 살펴보겠습니다. 천체에서 천왕성을 관측하려는 분들을 위해 천왕성이 가장 잘 보이는 시기에 대해서도 알려드리겠습니다. 자, 그럼 시작할까요?

내용물

천왕성에 대한 팩트체크

  • 행성의 종류: 거대 얼음 행성
  • 반경: 25,362 km
  • 질량: 8.681 × 10^25 kg
  • 원일점: 30억 km
  • 근일점: 25억 km
  • 지구로부터의 평균 거리: 29억 km
  • 표면 온도: −224 °C ~ −216 °C
  • 태양일 주기: 17시간 14분 23초
  • 항성일 주기: 17시간 14분 24초
  • 공전 주기: 지구 기준 84.3년
  • 나이: 45억 3 천만년
  • 이름의 유래: 그리스 하늘의 신

천왕성을 발견한 사람은 누구인가요?

천왕성은 인류 역사에 걸쳐 여러 번 관찰되었지만 18세기 이전에는 아무도 이를 행성으로 생각하지 않았습니다. 기원전 128년, 그리스의 천문학자인 히파르코스(Hipparchos)는 자신이 발견한 항성의 목록에 천왕성을 기록해 놓았습니다. 수백 년 후인 1690년, 영국의 천문학자 존 플램스티드(John Flamsteed)도 같은 실수를 저질러 천왕성을 34 타우리(Tauri) 항성이라고 명명하여 기록했습니다.

공식적인 천왕성의 발견자는 영국의 천문학자인 윌리엄 허셜(William Herschel)입니다. 허셜도 처음에는 천왕성을 별개의 천체 항성으로 착각했지만, 1781년 3월 13일의 관측을 바탕으로 천왕성이 행성이라는 사실을 발견했습니다. 하지만, 허셜은 천왕성을 혜성이라고 착각했습니다. 그러나 하늘을 가로지르는 천왕성의 움직임에 주목한 다른 천문학자들이 여기에 이의를 제기하였고 곧 천왕성이 태양계의 새로운 행성이라는 사실이 전 세계적으로 받아들여졌습니다. 허셜은 1783년이 되어서야 자신이 발견한 '혜성'이 사실은 행성이라는 것을 인정했습니다.

천왕성의 크기는 어느 정도인가요?

천왕성은 거대 행성에 속합니다. 지구가 큰 사과라면 천왕성은 농구공 정도의 크기라고 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 지구에서 관측할 때 천왕성은 아주 크게 보이지는 않습니다. 천왕성의 겉보기 크기는 3.3"에서 4.1"까지 다양하게 보이지만, 가장 작은 행성인 수성을 지구에서 관측하면 4.5"에서 13"까지 보이기 때문입니다.

천왕성의 크기

천왕성은 태양계에서 반지름이 세 번째로 크고 질량이 네 번째로 큰 행성입니다. 또한, 천왕성은 해왕성의 반지름보다 약간 더 큰 청록색의 행성입니다. 해왕성의 반지름은 25,362km이고 명왕성의 반지름은 24,622km입니다.

천왕성에는 지구가 몇 개나 들어갈까요?

천왕성은 지구 부피의 약 63배에 달합니다. 이는 천왕성 안에 63개의 지구가 들어갈 수 있다는 의미입니다. 천왕성의 표면적은 지구의 4배입니다. 천왕성의 대략적인 크기를 상대적으로 보여주는 NASA의 이미지를 보시면 천왕성이 얼마나 큰지 가늠해 볼 수 있습니다.

천왕성의 궤도와 공전

천왕성의 궤도는 천문학자들이 해왕성을 발견하는 데 도움이 되었습니다. 프랑스 학자이자 수학자인 피에르 시몽 라플라스(Pierre-Simon Laplace)는 1783년에 천왕성의 궤도를 계산했지만 행성은 예상 경로를 벗어났습니다. 그래서 천문학자들은 이러한 천왕성의 궤도 움직임을 방해하는 미지의 천체가 있다고 가정했습니다. 이 가정에서 출발한 과학자들은 태양으로부터 이러한 미지의 천체까지의 거리와 대략적인 질량을 예측하고 결국 해왕성을 발견했습니다.

자전축 기울기

천왕성은 97.77°로 기울어져 있는데 이는 그 자전축이 태양계의 평면과 거의 평행이라는 의미입니다. 천왕성은 태양계의 행성 중 가장 많이 기울어져 있는 행성입니다. 반면, 바로 옆에 있는 해왕성은 자전축의 기울기가 28.5°에 불과합니다.

그 결과 한쪽 극지방이 지속적으로 태양을 향하게 되므로 매우 특이한 낮과 밤의 양상을 나타내게 됩니다. 천왕성의 극지방에서는 지구 시간을 기준으로 낮이 42년, 밤이 42년간 지속됩니다. 반면, 춘분점 주변에서는 태양이 천왕성의 적도를 향하고 있기 때문에 평균 남과 밤의 길이가 다른 행성과 비슷합니다.

천왕성의 축이 왜 이렇게 극단적으로 기울어져 있는지, 그 이유는 확실히 밝혀져 있지 않습니다. 과학자들은 약 30억 년에서 40억 년 전 발생한 한 번 또는 여러 번의 충돌로 인해 천왕성이 옆으로 기울어져 있다고 추측하고 있습니다. 이러한 충돌로 인해 천왕성의 역행 회전도 발생했을 가능성도 있습니다. 천왕성은 금성과 함께 역방향인 시계 방향으로 태양을 공전합니다. 반면, 태양계의 다른 행성들은 '정상적인' 시계 방향으로 공전합니다.

천왕성의 1년은 지구의 몇 년인가요?

천왕성은 지구 시간으로 84년마다 태양을 한 바퀴 공전합니다. 2033년이 되면 천왕성은 1781년 처음 발견된 이후로 태양 주위를 세 번째로 완전히 공전하는 것입니다.

천왕성의 하루는 지구 시간으로 며칠인가요?

천왕성의 항성일은 17시간 14분 24초입니다. 천왕성은 워낙 태양으로부터의 멀리 떨어져 있기 때문에 태양일과 항성일은 거의 비슷합니다. 따라서 천왕성의 1년은 천왕성 태양일로 계산하여 42,718일입니다.

천왕성은 얼마나 먼 행성인가요?

천왕성은 태양에서 일곱 번째로 가까운 행성입니다. 왜행성인 명왕성을 고려하지 않는다면 천왕성보다 태양에서 먼 행성은 해왕성뿐입니다.

천왕성은 태양에서 얼마나 떨어져 있나요?

천왕성에서 태양까지의 거리는 약 20AU 또는 20억 km입니다. 하지만 이것은 어디까지나 평균 수치일 뿐입니다. 천왕성은 타원 궤도를 따라 움직이기 때문에 궤도상에 태양에서 가장 가까운 지점을 지나기도 하고 가장 먼지점을 지나기도 합니다. 이를 각각 원일점과 근일점이라고 합니다. 천왕성의 원일점과 근일점 사이의 거리는 다른 어떤 행성보다 더 멀어서 약 1.8AU에 달합니다.

천왕성은 지구에서 얼마나 떨어져 있나요?

태양계의 행성은 끊임없이 움직이기 때문에 행성 사이의 거리는 매일 달라집니다. 지구와 천왕성이 가장 가까운 거리에 있을 때에도 두 행성의 거리는 26억 km나 됩니다. 두 행성이 가장 멀리 떨어져 있을 때 두 행성의 거리는 32억 km입니다.

천왕성에 가려면 얼마나 걸리나요?

NASA의 보이저 2호가 천왕성에 도달하는 데 9년 반이 걸렸습니다. 1977년 8월에 발사된 보이저 2호는 1986년 1월 24일이 되어서야 천왕성에 가장 가깝게 접근했습니다. 천왕성을 방문한 유일한 우주선은 보이저 2호뿐이므로 천왕성에 도달하는 더 빠른 방법이 있는지 아직은 알 수가 없습니다.

천왕성에서의 임무

보이저 2호는 천왕성을 연구한 유일한 우주 탐사선입니다. 거의 10년 동안 우주를 여행한 NASA의 보이저 2호는 단 6시간 만에 거대한 행성인 천왕성과 그 고리 및 천왕성을 돌고 있는 위성들에 대해 중요한 정보를 수집했습니다.

이후에도 천왕성에 대한 여러 탐사 계획이 수립되었지만, 2021년까지 그중 어느 계획도 최종 승인을 얻지 못했습니다. 현재에는 허블 우주 망원경을 비롯한 여러 강력한 지상 망원경을 사용하여 천왕성의 관측 자료를 얻고 있는 실정입니다.

천왕성은 무엇으로 만들어졌나요?

천왕성은 이웃 해왕성과 함께 태양계의 두 거대 얼음 행성이라고 부릅니다. 사실, 천왕성은 가스와 얼음으로 이루어진 공이라고 해도 과언이 아닙니다.

천왕성의 형성

천왕성은 약 45억 년 전 태양계의 나머지 부분이 형성될 때 함께 탄생했습니다. 이 시기에는 얼음이 풍부하여 천왕성과 다른 목성형 행성의 주요 구성 성분이 되었고 이러한 행성이 거대해지는 주요 원인이 되었습니다. 천왕성이 처음 생성되었을 때는 현재보다 태양에 더 가까웠지만 약 40억 년 전쯤에 태양계의 바깥쪽으로 이동하여 그곳에서 태양으로부터 일곱 번째 행성으로 자리를 잡았을 가능성이 매우 높습니다.

천왕성의 구성

천왕성은 크게 나누어 세 개의 층, 중앙의 작은 철-니켈 핵, 중앙의 얼음 맨틀, 그리고 수소, 헬륨 및 메탄이 주성분인 대기로 구성되어 있습니다. 천왕성 행성 질량의 80% 이상은 물, 메탄 및 암모니아가 주성분인 뜨겁고 조밀한 유체입니다.

천왕성의 표면

거대 얼음 행성인 천왕성에는 실제로 단단한 표면이 없습니다. 기체로 구성된 대기가 바로 행성 내부의 액체 층으로 이어집니다. 따라서 천왕성의 표면에 착륙하거나 표면을 걸을 수는 없습니다. 착륙하거나 걸으려고 하는 순간 목성과 마찬가지로 그냥 가라앉게 될 것이기 때문입니다.

천왕성은 또한 얼어붙을 정도로 춥습니다! 천왕성은 태양에서 가장 멀리 떨어져 있는 행성이 아니지만, 태양계에서 가장 추운 행성입니다. 천왕성의 온도가 왜 그토록 낮은 지는 잘 알려져 있지 않습니다. 일부 과학자들은 그 이유가 자전축이 매우 기울어져 있기 때문이라고 합니다. 하지만, 앞에서 언급한 대규모 충돌 후 천왕성의 내부 열이 대부분 사라지고 중심 온도가 고갈되었다고 주장하는 학자들도 있습니다.

천왕성의 위성

다른 거대한 행성과 마찬가지로 천왕성에도 위성이 있습니다. 다른 행성의 위성은 그리스 또는 로마 신화에서 이름을 따온 반면, 천왕성의 위성은 윌리엄 셰익스피어와 알렉산더 포프의 작품에 등장하는 인물의 이름을 따서 명명되었습니다.

천왕성에는 몇 개의 위성이 있나요?

현재 알려진 천왕성의 위성은 모두 27개입니다. 이 행성들은 거대 행성들 중 가장 작은 위성 시스템이라는 점에서 주목할만합니다. 예를 들어, 천왕성 주변의 5개의 주요 위성인 미란다, 아리엘, 엄브리엘, 티타니아, 오베론의 질량을 모두 합쳐도 해왕성의 가장 큰 위성인 트리톤 한 개의 질량의 절반에도 못 미칩니다. 이 모든 행성을 다 합친 면적이 호주 대륙보다 좁다고 하면 이해가 더욱 쉬울 것 같습니다.

천왕성의 안 쪽에 위치한 위성은 대략 절반의 물 얼음과 절반의 암석으로 구성되어 있습니다. 바깥쪽 위성은 그 구성이 알려져 있지 않지만, 천왕성의 중력에 잡힌 소행성일 가능성이 있습니다.

천왕성의 위성 중 가장 큰 것은 무엇인가요?

천왕성의 위성 중 가장 큰 것은 티타니아라고 불립니다. 티타니아의 지름은 1,578km로 지구의 달 지름의 약 절반이며 태양계에서 8번째로 큰 달입니다. 티타니아는 지구의 달과 마찬가지로 천왕성에 조수간만의 영향을 주며 그 주위를 돌고 있고, 천왕성에서는 영구적으로 티타니아의 한 면만 볼 수 있습니다. 티타니아는 붉은 표면은 협곡과 절벽으로 덮여 있다고 합니다. 또한, 직경이 최대 326km에 달하는 충돌 분화구도 매우 많다고 합니다.

천왕성의 고리

천왕성은 토성 다음으로 발견된 두 번째 고리 행성입니다. 토성에 이어 천왕성에서도 고리가 발견됨에 따라 천문학자들은 고리가 행성의 공통적인 특징이라는 것을 깨닫게 되었습니다.

천왕성의 고리는 몇 개인가요?

천왕성의 알려진 고리는 13개이며, 행성에서 멀어지는 순서대로 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν, μ라고 부릅니다. 이 중 안쪽의 고리는 대부분 좁고 짙은 회색이며, 외부의 두 고리(ν 및 μ)는 밝은 색입니다.

천왕성 고리의 성분은 무엇인가요?

천왕성의 고리는 얼음에 어두운 방사선이 처리된 유기물이 일부 추가되어 만들어진 것입니다. 2016년 연구에 따르면 천왕성의 고리는 토성 및 해왕성의 고리와 마찬가지로 명왕성과 같은 왜행성이 거대 행성에 너무 가까이 접근한 나머지 거대 행성의 광대한 중력에 의해 산산이 부서지고 찢어져 그 잔해가 오늘날의 고리 형태로 남아 행성을 돌고 있을 가능성이 있습니다.

다가오는 이벤트

9월 23 ~ 24일: 달과 천왕성의 근접 관측

2021년 9월 23 ~ 24일 밤에 밝은 자연 위성과 청록색 행성을 찾아보세요. 아마 쌍안경으로도 관찰할 수 있을 만큼 가까이에서 보일 것입니다. 보름달의 44%인 달의 북동쪽 5.5°를 지나는 5.7 등급의 별이 바로 지구에 근접한 천왕성입니다.

11월 4일: 충(Opposition) 위치의 천왕성

2021년 11월 4일 23:49 GMT에 천왕성은 충(Opposition) 위치에 도달합니다. 충 위치에 도달하는 시기는 천왕성의 관찰에 적합한 시간입니다. 밤 시간 내내 가장 밝게 나타나는 천왕성을 볼 수 있기 때문입니다. 양자리에서 5.7 등급으로 빛나는 별이 충의 위치에 도달한 천왕성입니다.

천왕성의 밝기는 어두운 곳에서 6.0이고 일반적인 육안의 가시 한계에 가까우므로 쌍안경이나 작은 망원경을 통해 관찰하는 것이 좋습니다. [별보기(https://vitotechnology.com/apps)(Stargazing) 앱]을 활용하여 하늘에서 청록색 행성을 찾아보세요.

1월 18일: 천왕성의 역행 운동 종료

2022년 1월 18일이 되면 천왕성은 서쪽으로의 역행 운동을 종료하고 우리 하늘의 일반적인 동쪽 방향으로 돌아갈 것입니다. 앞서 언급한 역행 공전과 달리 역행 운동은 착시 현상일 뿐입니다. 일반적으로 천왕성은 150일 동안 하늘에서 뒤로 이동합니다. 행성이 마지막으로 역행 운동에 들어간 것은 2021년 8월 20일이었습니다.

자주 묻는 질문

천왕성은 무슨 색인가요?

천왕성은 대기의 메탄 때문에 청록색으로 보입니다. 이는 해왕성과 비슷한 점입니다. 하지만, 천왕성의 색이 더욱 선명한 푸른색입니다.

천왕성의 이름은 어떻게 지어졌나요?

천왕성을 발견한 윌리엄 허셜(William Herschel)은 자신을 후원했던 조지 3세 국왕의 이름을 따 '조지의 별(George's Star)'이라고 부르기 원했습니다. 하지만, 이 이름은 영국 이외의 지역에서는 널리 사용되지 않았습니다. 결국, 관측을 통해 이 행성을 발견하는데 도움을 주었던 독일의 천문학자 요한 엘레르트 보데(Johann Elert Bode)가 고대 그리스 하늘 신의 이름을 따서 천왕성이라는 이름을 붙였습니다.

천왕성은 거대 가스 행성인가요?

천왕성은 주로 얼음과 암석 물질로 구성되어 있기 때문에 거대 얼음 행성이라고 분류합니다. 토성과 목성은 가스 함량이 월등히 높으므로 거대 가스 행성이라고 부릅니다.

알고 계셨나요?

  • 천왕성의 핵에는 다이아몬드 비가 쏟아집니다. 천왕성의 중심 압력은 너무 강력하여 탄소 입자가 다이아몬드로 바뀌기 때문이랍니다.
  • 천왕성(Uranus, 유라노스)를 영어로 발음할 때 실수하는 사람이 종종 있습니다. 천왕성을 영어로 올바르게 발음하는 방법을 설명하는 유튜브 동영상도 이 있습니다!
  • 천왕성은 망원경으로 발견된 최초의 우리 태양계 행성입니다. 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 모두 육안으로 쉽게 볼 수 있을 정도로 밝아 망원경이 필요 없었습니다.
  • 천왕성은 그 이름을 그리스 신화에서 이름을 따온 유일한 행성입니다. 다른 모든 행성의 이름은 로마 신화에서 영감을 받아 지는 것입니다.

이제 천왕성이 태양계에서 가장 독특한 행성인 이유를 알게 되었습니다. 이 글이 마음에 드시면 주저하지 말고 소셜 미디어에 공유하세요. 천왕성에 관한 만화도 잊지 마시고요!

좋은 날씨가 계속되어 즐거운 관측 활동에 도움이 되었으면 합니다.

텍스트 제공 :
이미지 제공 :Vito Technology, Inc.
Trustpilot