천왕성은 왜 옆으로 누워 돌까?

핵심 정보

천왕성은 옆으로 누운 채 태양 주위를 굴러가는 옅은 청록색 공처럼 보입니다. 일곱 번째 행성으로 지름은 약 51,118 km, 지구 지름의 약 네 배이며 태양에서 평균 29억 km 떨어져 있습니다. 공전에는 지구 시간 84년이 걸려 한 계절이 20년 넘게 이어집니다.

자전축이 약 98° 기울어 있으며 초기의 거대한 충돌이 원인이었을 가능성이 있습니다. 극지방은 수십 년 동안 계속 빛을 받거나 어둠 속에 놓이는 극단적인 계절을 겪습니다. 고리와 위성 궤도도 이 특이한 방향을 따릅니다.

천왕성과 해왕성은 목성·토성과 구별되는 얼음 거인입니다. 바깥 대기는 주로 수소와 헬륨이고 약 2%의 메테인이 붉은빛을 흡수해 청록색을 만듭니다.

단단한 표면은 없으며 아래에는 물과 암모니아, 메테인이 풍부한 뜨겁고 밀도 높은 내부가 암석·금속 핵을 둘러쌉니다. 천왕성은 다른 거대 행성보다 내부 열을 유난히 적게 방출하는데, 그 이유는 오래된 수수께끼입니다.

메테인이 햇빛의 붉은 성분을 흡수해 파란빛과 초록빛이 더 많이 남습니다. 이 색이 바다나 단단한 지면을 뜻하지는 않습니다. 자연색 영상은 보통 색상 강화 사진보다 옅으며, 적외선 같은 다른 파장 자료에는 구름과 폭풍을 드러내려고 인위적인 색을 입히기도 합니다.

대류권계면 온도는 약 −224°C, 49 K까지 내려가 태양에서 더 먼 해왕성보다도 차갑습니다. 약한 내부 열이 이유 중 하나일 수 있습니다. 가시광 영상에서는 조용해 보여도 적외선으로 보면 구름과 폭풍, 극지 구조가 드러납니다.

1986년 1월 24일 보이저 2호는 구름 위 약 8만 1,500 km를 통과했습니다. 수천 장의 사진을 보내고 위성 10개와 고리 2개를 발견했으며, 크게 기울어진 자기장을 측정하고 미란다의 놀라운 지형을 촬영했습니다. 이후 돌아온 탐사선은 없습니다.

내부 열과 자기장, 위성들의 바다 가능성은 아직 충분히 이해되지 않았습니다. 2022년 미국 행성과학 10년 조사에서는 ‘천왕성 궤도선 및 탐사정’ 기함급 구상을 우선 과제로 제시했습니다. 아직 승인된 발사 임무는 아니며 예산과 개발, 일정은 정해지지 않았습니다.