토성
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고리가 아름다운 토성
토성은 아름다운 고리와 유일하게 대기를 가진 위성을 거느린 행성으로 토성은 목성과 모든 면에서 아주 비슷하지만 아름다운 고리로 사람들을 놀라게 한다. 토성에 대한 연구는 1610년 갈릴레이에 의해 본격적으로 시작되었으며 그는 처음에 토성의 고리를 보고 이것을 '토성의 귀 또는 손잡이'라고 부르기도 했다. 그러나 훗날 그가 죽은 뒤 50년 후인 1659년 네덜란드의 천문학자인 호이겐스(Huygens)에 의해 그것이 고리라는 것이 밝혀지고 최근의 보이저가 관측할 때까지는 너무 희미해서 상세하게 알 수는 없었다. 토성의 신비는 태양계 탐사 우주선 보이저 1,2호에 의해 낱낱이 밝혀졌는데 지금까지 밝혀진 토성의 위성은 22개이며 그 가운데 타이탄은 발견 역사가 가장 오래됐고 다른 태양계 위성 중에서는 볼 수 없는 짙은 대기로 감싸여 있다. 토성은 초 9.7km속도로 태양계를 일주하는 데 지구 시간으로 꼬박 29.6년이나 걸린다.
성질과 성분
토성의 질량은 지구의 약 95.1배이며 지름은 9배로 12만 km가량으로서 크기와 질량에서 목성 다음으로 태양계에서 큰 행성이다. 또한 부피로는 750배나 되는 토성은 밀도는 태양계 내의 모든 천체뿐만 아니라 물보다도 작아 띄울만한 바다만 있다면 띄울 수 있을 정도다. 토성의 대기는 목성과 마찬가지로 수소와 헬륨이 주류를 이루고 약간의 메탄과 암모니아가 첨가되어 있으며 토성의 표면온도는 섭씨 영하 180℃를 기록하고 있다. 토성의 온도가 낮은 이유는 태양과 너무 멀리 떨어져 있기 때문으로 지구가 태양으로부터 받는 열량의 100분의 1밖에 받지 못한다. 이 추위 때문에 토성에서는 암모니아는 물론 메탄 등이 결빙해 고체 형태로 존재해서 토성 상공 1,000km아래는 수증기와 암모니아 구름이 공존하고 있으며 대기의 유동 속도가 커서 적도에서는 시속 1,800km의 강풍이 사납기 휘몰아치고 있다. 토성의 공존주기는 29.6년이 걸리지만 자전속도는 엄청나게 빨라 낮과 밤의 총 길이는 10시간 40분으로 토성의 하루는 지구의 한나절밖에 되지 않는다. 토성은 태양계 행성 가운데 매우 멀리 있는데도 밝은 빛으로 빛나며 수성보다도 밝은 빛을 낸다.
토성의 양쪽귀(고리)
1609년 갈릴레이는 망원경으로 토성을 관찰하다가 토성의 양쪽에 귀 모양의 괴상한 물체가 붙어 있다가 밤이 깊어지면 차츰 사라지는 것을 발견했다. 갈릴레이는 이 때부터 약 3년 동안 토성의 두 개의 귀가 보이지 않을 때까지 관측을 계속했다. 그로부터 50년 뒤 네덜란드의 천문학자 호이겐스가 토성의 '양쪽의 귀'의 실체를 정확히 밝혀냈다. 그것은, 귀가 아니라 고리라는 것인데 호이겐스는 이 엄청난 정보를 혼자만 알고 있을 수 없어 3년 뒤에 발표하고야 말았다. "토성의 양쪽 귀는 엷은 고리이다. 이 고리는 토성에 붙어 있지 않고 떨어져 있다." 호이겐스가 이러한 내용을 설명한 자리에 있었던 사람들은 모두 놀라고 말았다. 1675년 이탈리아의 천문학자 카시니는 더 좋은 망원경을 이용해 토성의 고리를 자세히 관찰하여 토성의 고리가 하나가 아니라 여러 개로 이루어져 있다는 것을 알아냈다. 또한 그는 고리의 안과 밖을 구분 짓는 검은 선을 찾아냈으며 이 검은 선이 저 유명한 '카시니의 간극'이다.
토성의 고리는 적도면에 자리잡고 있으며 토성 표면에서 7만 14만 km까지 뻗쳐 있다. 그래서 토성의 고리 두께는 약 7만 km에 이른다. 한 개의 작은 고리 두께는 9 50m에 불과하다. 토성의 고리 표면은 수근 알갱이 만한 것에서부터 기차 크기 만한 얼음들이 널려 있어 얼음 조각 작품의 전시장을 방불케 한다. 많은 천문학자들은 토성이 생성된 뒤 남은 물질이 토성 주변을 떠돌아다니는 것이 고리라고 추측하고 있다. 한편 일부 천문학자들은 토성의 고리 탄생설에 대하여 토성의 강한 중력을 못 이겨 산산조각이 난 달의 찌꺼기들이 토성 둘레를 도는 것이라고 주장한다.
토성의 위성
토성은 47개의 위성을 가지고 있다. 이 위성들 대부분은 얼음 덩어리로 이루어져 있으며 일부는 암석도 군데군데 섞여 있다. 토성의 위성은 1659년에 처음으로 발견되었으며 이 해는 호이겐스에 의해 토성의 고리가 발견된 해이기도 하다. 이 위성은 200년 뒤 로마 신화의 새턴(토성의 신 이름)과 친인척 관계인 타이탄이라고 불렀다.
타이탄은 크기 5150km, 질량 1.35*1023으로,태양계 위성 중 목성의 가니메데 다음으로 큰 위성이다. 타이탄은 표면 중력이 작음에도 불구하고 온도가 낮아 대기를 가지고 있고, 1944년 천문학자 카이퍼는 대기에 메탄이 포함되어 있다는 것을 발견했다.
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