해왕성: 발견보다 계산이 먼저였던 행성
태양계에서 가장 먼 행성인 해왕성은 망원경으로 발견되기 전에 수학 계산으로 위치가 예측된 푸른 얼음 거대행성입니다. 시속 2,000km가 넘는 바람과 나타났다 사라지는 어두운 폭풍이 있으며, 1989년 보이저 2호가 유일하게 방문했습니다.
핵심 정보
- 지름
- 49,244km
- 태양까지 거리
- 약 45억km(30AU)
- 공전주기
- 약 165년
태양에서 멀리 떨어진 해왕성은 어두운 태양계 변두리의 옅은 파란 거인입니다. 여덟 번째이자 가장 먼 행성으로 지름은 약 49,244 km, 태양과의 평균 거리는 45억 km이며 한 바퀴 도는 데 거의 165년이 걸립니다. 차가운 대기에서는 뜻밖에도 엄청나게 빠른 바람이 붑니다.
수학으로 찾아낸 행성
19세기 천왕성 궤도에서 나타난 예상 밖의 차이는 보이지 않는 바깥 행성의 존재를 암시했습니다. 존 카우치 애덤스와 위르뱅 르베리에는 각각 그 위치를 계산했습니다. 1846년 9월 23일 요한 갈레는 르베리에가 예측한 곳에서 1°도 떨어지지 않은 위치에서 해왕성을 발견했습니다.
얼음 거인의 내부
해왕성은 목성·토성보다 수소와 헬륨의 비율이 낮고 물과 암모니아, 메테인이 더 많습니다. 내부 모형은 메테인을 포함한 대기와 질량 대부분을 차지하는 뜨겁고 밀도 높은 유체 맨틀, 암석·얼음 핵으로 구성됩니다. 극한 압력은 메테인에서 탄소를 분리해 다이아몬드 같은 물질로 만들 수 있어 ‘다이아몬드 비’라는 아이디어가 나왔습니다.
햇빛은 적지만 바람은 강하다
해왕성이 받는 햇빛은 지구의 약 900분의 1입니다. 구름 온도는 −200°C 아래로 떨어지지만 보이저는 최고 시속 2,100 km의 바람을 측정했습니다. 행성 내부에서 나오는 열이 활발한 대기에 에너지를 공급한다는 설명이 유력합니다.
사라지는 폭풍
보이저 2호는 1989년 지구 크기의 대암점과 밝은 메테인 얼음 구름, 빠르게 움직이는 ‘스쿠터’ 구름을 발견했습니다. 1994년 허블 관측에서는 원래의 대암점이 사라졌고 다른 곳에 새로운 어두운 폭풍이 나타났습니다.
그곳에서도 태양이 보일까?
보입니다. 아주 밝은 작은 점처럼 보이지만 여전히 지구의 보름달보다 훨씬 밝습니다. 전파 신호가 한쪽 방향으로 가는 데 약 네 시간이 걸리므로 탐사선은 즉각적인 문제를 지구 명령을 기다리지 않고 스스로 처리해야 합니다.
왜 보이저 2호만 방문했을까?
1989년 8월 25일 보이저 2호는 구름 위 5,000 km 이내를 지나갔고, 지금까지 해왕성을 방문한 유일한 탐사선입니다. 희미한 고리와 자전축에서 약 47° 기울어진 자기장, 트리톤의 질소 간헐천을 조사했습니다. 해왕성의 근접 관측 지식 대부분은 아직도 이 짧은 만남에서 나옵니다.
