해왕성(Neptune) - 태양계의 여덟번째 행성

0. 목차

1. 기본 데이터
2. 태양계의 마지막 행성
3. 해왕성의 위성

해왕성(Neptune)

1. 기본 데이터

1. 궤도 반지름(천문단위 지구=1): 30.110
2. 공전 주기: 164.77년
3. 자전 주기: 0.671일
4. 적도 반지름: 24764km (지구의 약 3.88배)
5. 질량: 102.420×10²⁴kg (지구의 약 17.15배)
6. 평균 밀도: 1640kg/m³
7. 적도 중력: 약 10.9m/s² (지구의 약 1.11배)
8. 위성 수: 14개 이상
9. 이심률: 0.0090
10. 궤도 경사각도: 1.770
11. 태양으로부터의 평균 거리: 약 45억 445만 km (지구의 약 30.1104배)
12. 발견 시기: 1846년

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2. 태양계의 마지막 행성

 해왕성은 명왕성이 행성 분류에서 제외된 이후, 태양계의 마지막 행성으로 인정되고 있는 거대 얼음 행성이다. 반지름은 약 25000km로, 해왕성보다는 조금 작다.

 표면은 짙은 파란색을 하고 있지만, 지구처럼 바다가 있는 것은 아니다. 해왕성의 표면을 덮고 있는 가스 속에는 천왕성과 마찬가지로 '메탄(CH₄)'이 포함되어 있기 때문에, 붉은 주황색의 빛이 흡수되어 파랗게 보이는 것이다. 해왕성의 대기는 대부분 수소와 헬륨이며, 대기권은 고도 80km까지의 대류권과 그보다 위의 성층권으로 나누어져 있다. 성층권에서는 빗자루로 긁는 듯한 새털구름 모양의 구름이 있다. 이 구름이 해왕성의 대기에서 일어나는 기류를 타고 이동하며 얇은 줄무늬를 만든다.

 행성 탐사선 '보이저(voyager)'가 접근했을 때는, 해왕성의 지표면에 지구의 지름 정도 크기의 어둡고 커다란 점무늬가 있었다. 이것을 '대흑점(Great Dark Spot)'이라고 하며, 고기압성 폭풍이다. 1994년에 '허블 우주 망원경'으로 관측했을 때는 해왕성 표면에서 대암점이 사라져 있었다. 그리고 몇 달 뒤에 다시 관측했을 때는 북반구에 새로운 점이 발견되었다. 그 결과, 해왕성의 상층 대기는 짧은 시간에 크게 변화하고 있음이 밝혀졌다.

보이저 2호가 촬영한 '해왕성'의 '대흑점(Great Dark Spot)'

2-1. 해왕성도 고리가 있다.

 해왕성 주위에 고리가 존재한다는 것은, 1980년대에 해왕성이 다른 별을 가릴 때 별빛이 깜박거리는 현상을 통해 예견되었다. 1989년 '보이저 2호(Voyager 2)'는 해왕성 주위에서 5개의 고리를 발견하였는데, 해왕성의 고리는 목성의 고리처럼 빈약했다. 고리의 폭은 매우 좁았으며, 얼어붙은 메탄 조각들로 이루어져 있었다. 어떤 고리는 꽈배기처럼 뒤틀린 모양을 하고 있었다. 고리를 구성하는 입자의 크기도 굉장히 작았으며, 고리를 이루는 물질의 양도 적어서 천왕성의 10000분의 1 수준이었다.

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3. 해왕성의 위성

 해왕성에는 14개 이상의 위성이 있다.

3-1. 트리톤

• 지름: 약 2706km
• 해왕성으로부터의 거리: 약 35만 km
• 발견 연도: 1846년

 그중 최대 위성은 '트리톤(Triton)'으로 지구의 달의 4분의 3 정도 크기이다. 트리톤의 내부에는 암석의 핵 둘레에 얼음 또는 물과 '메테인(Methane)' 화합물로 이루어진 고체 맨틀이 있고, 표면은 질소, 일산화탄소, 메테인의 얼음이 덮고 있는 것으로 보인다.

 트리톤의 자전 주기와 공전 주기는 지구의 달과 마찬가지로 거의 같기 때문에, 해왕성에 대해 항상 같은 면만을 보여준다. 하지만 트리톤은 해왕성의 자전 방향과는 반대 방향으로 공전하는 '역행 위성(Retrograde Satellite)'이다. 따라서 트리톤은 해왕성과는 다른 장소에서 탄생해 해왕성 근처에 왔을 때, 그 중력에 붙잡힌 것으로 생각된다.

 대부분의 위성은 모행성의 자전 방향과 같은 방향으로 공전한다. 하지만 트리톤은 모행성의 자전 방향과 반대 방향으로 공전하여, 트리톤의 운명에 영향을 끼치게 된다. 지구의 달의 경우, 지구로부터 받는 조석력의 영향으로 공전 속도가 빨라져 지구로부터 점차 멀어지게 된다. 반면에, 해왕성의 자전에 역행하는 트리톤은 해왕성으로부터 받는 조석력에 의해 공전 속도가 점점 느려진다. 이에 따라 공전 반지름도 점점 작아지고, 최종적으로는 트리톤은 해왕성으로 떨어질 것으로 생각된다.

3-2. 프로테우스

• 지름: 420km
• 해왕성으로부터의 거리: 약 12만 km

 '프로테우스(Proteus)'는 해왕성의 위성 중 두 번째로 큰 위성이다. 해왕성의 위성 중 두 번째로 크지만, 반사율이 작아서 어둡고, 해왕성에 가까이 있어서 늦게 발견되었다. '트리톤(Triton)'과는 달리, 공전 방향이 해왕성의 자전 방향과 일치한다. 공 모양은 아니고 약간 변형된 모양을 가지고 있다.

3-3. 네레이드(Nereid)

• 발견 연도: 1949년

 '네레이드(Nereid)'는 1949년에 네덜란드 출신의 미국 천문학자 '제러드 피터 카이퍼(Gerard Peter Kuiper, 1905~1973)'가 발견하였다. 소행성이 해왕성 근처를 지나가다, 해왕성의 인력에 끌려 위성이 된 것으로 추측된다.

3-4. 갈라테아(Galatea)

• 발견 연도: 1989년
• 공전 주기: 0.43일

 '갈라테아(Galatea)'는 1989년에 '보이저 2호'에 의해 발견되었다. 해왕성이 자전하는 방향과 같은 방향으로 공전하는 순행 위성이며, 해왕성의 중심에서 약 62000km 떨어져 있다. 불규칙한 모양의 위성이며, 지형적인 변화의 징후는 발견되지 않았다.

3-5. 나이아드(Naiad)

• 발견 연도: 1989년
• 공전 주기: 0.29일

 '나이아드(Naiad)'는 1989년에 '보이저 2호'에 의해 발견되었다. 해왕성이 자전하는 방향과 같은 방향으로 공전하는 순행 위성이며, 해왕성의 중심에서 약 48000km 떨어져 있다. 불규칙한 모양의 위성이며, 지형적인 변화의 징후는 발견되지 않았다.

3-6. 데스피나(Despina)

• 발견 연도: 1989년
• 공전 주기: 0.33일

 '데스파나(Despina)'는 1989년에 '보이저 2호'에 의해 발견되었다. 해왕성이 자전하는 방향과 같은 방향으로 공전하는 순행 위성이며, 해왕성의 중심에서 약 48000km 떨어져 있다. 지형적인 변화의 징후는 발견되지 않았다.

3-7. 라리사(Larissa)

• 발견 연도: 1989년
• 공전 주기: 0.55일

 '라리사(Larissa)'는 1989년에 '보이저 2호'의 사진 자료를 통해 천문학자 '신노트(Stephen Synnott, 1946~)가 발견하였다. 해왕성이 자전하는 방향과 같은 방향으로 공전하는 순행 위성이며, 해왕성의 중심에서 약 48000km 떨어져 있다. 지형적인 변화의 징후는 발견되지 않았다.

3-8. 탈라사(Thalassa)

• 발견 연도: 1989년
• 공전 주기: 0.55일

 '탈라사(Thalassa)'는 1989년에 '보이저 2호'에 의해 발견되었다. 해왕성이 자전하는 방향과 같은 방향으로 공전하는 순행 위성이며, 해왕성의 중심에서 약 48000km 떨어져 있다. 불규칙한 모양의 위성이며, 지형적인 변화의 징후는 발견되지 않았다.