Wikijunior:태양계/우리의 태양계

우리의 태양계는 약 46억 년 전에 가스나 티끌 등으로부터 탄생하였습니다. 오늘날, 태양계에는 행성이 돌고 있습니다.

우주나 달, 태양이나 그 밖의 별들을 이상하다고 생각한 적 있나요? 우리는 긴 우주를 넘어서 지구에 바깥에 대해서 이해하려고 시도해왔습니다.

행성은 가스나 암석으로 생긴 큰 공 모양의 별이며 우리는 그 속에 하나로 태양 주위를 돌고 있는 지구에 살고 있습니다. 그 밖에도 태양 주위를 적어도 7개의 행성과 많은 작은 유성이 태양을 중심으로 공전하고 있습니다. 태양과 태양을 중심으로 하고 있는 행성 등의 모든 것을 태양계라고 부릅니다.

인류는 몇 천 년이나 오래전에 예를들면 아리스타르코스라는 사람이 행성은 태양의 주변을 돌고 있다고 주장했습니다. 찬성하는 사람은 있었으나 많은 사람들은 태양계(즉 지구 이외의 별)는 지구의 주위를 돌고 있다고 믿었습니다. 왜냐하면 누구나 지구가 움직인나는 느낌이 들지 않았기 때문입니다.

약 500년 전에 코페르니쿠스가 아리스타르코스처럼 우주에서 모든 행성은 태양 주위를 돌고 있다고 주장했습니다. 그 때에는 많은 사람이 동의했지만 반대하는 사람들도 있었습니다. 그리고, 약 100년을 넘어서 갈릴레오라는 남자가 새로운 발명품인 망원경으로 우주를 관측하며 행성이 공전하고 있는 것을 증명했습니다. 그 때에는 보다 많은 사람이 갈릴레오의 말에 동의했으며 망원경으로 천문을 배우게 되었습니다. 그러나, 반대하는 사람은 갈릴레오를 위증죄로 체포했습니다. 찬성하는 사람은 모두가 태양계의 별들이 돌고 있는 것을 배우고 있었기에 갈릴레오의 설이 사실인 것을 이해하고 있었습니다. 아리스타르코스로부터 수 천 년 후에 이윽고 사람들은 지구가 움직이고 있다는 것을 이해하며 갈릴레오의 억울함이 증명되었습니다.

오늘날에는 우리는 거대한 망원경으로 별들을 관측할 수 있으며 태양계의 별과 멀리 떨어진 별의 영상을 비교할 수도 있습니다. 또, 우주에 망원경이나 우주비행사를 보내는 시대이기도 합니다. 이들의 망원경은 행성이나 태양, 그 밖의 별들의 사진을 몇 천 장이나 찍으며 이 사진들에서 우리는 태양계의 여러 정보를 배우며 태양계가 어떻게 시작되었는지를 이해하려로 시보하고 있습니다. 또, 화성에 원거리 제어 사진 촬영용 로봇을 보내고 있습니다. 우리는 이러한 대처를 계속하여 장래에는 태양계나 지구의 미래를 알고 싶다고 생각하고 있습니다.

태양계는 뭔가요?

중심에 다른 별의 몇 십억 배나 큰 태양이 있고 거기거 떨어져 있는 다른 별들이 작게 보입니다. 태양은 열이나 에너지를 내어주는 가장 중요한 별이며 태양 없이는 지구 위에 생물이 살 수 없었을 것입니다.

태양계에서 태양 주위를 공전하고 있는 다른 별들 속에서 행성은 최대급의 크기입니다. 지구에 조금 닮아있지만 각각 가장 다릅니다.

행성 대부분은 가까이에 위성이라는 별이 있습니다. 위성은 행성을 중심으로 해서 공전하고 있는 별입니다. 수성과 금성에는 위성이 없고 지구에는 한 개의 위성이 있으며 목성에는 63개의 위성이 있습니다.

태양과 가까운 행성인 수성, 금성, 지구, 화성은 내행성이라고 불리고 있습니다. 그 바깥쪽에 행성보다도 멀리 작은 별무리들인 큰 고리의 소행성대가 있으며 아스테로이드 벨트(asteroid belt)라고 불립니다. 그 속에는 세레스라는 이름의 왜성(작은 별)이 있습니다. 그 바깥쪽에 목성, 토성, 천왕성, 해왕성인 외행성이 있으며 더 바깥쪽에는 명왕성과 Eris(에리스)의 두 왜성이 있습니다.

이 행성들은 몇 천 년이나 옛날에 유럽 사람들에게 우러러 받들어온 로마 신들과 관련지어 이름이 지어졌습니다. 요일이나 유럽의 고대신의 이름과 관련되어 있는 것을 알고 있나요? 토요일(새터데이, Saturday)는 Saturn day(새턴의 날), 목요일(Thrusday)은 Thor day(토르의 날)이며 Thor는 오딘의 아들이며 바이킹의 신, 월요일(Monday)과 일요일(Sunday)은 Moon day(달의 날)과 Sun day(태양의 날)입니다. 달의 이름이나 로마신에 관련되어 있습니다. 5월(March)은 전쟁의 신인 Mars(마르스)완 관련있습니다.

행왕성의 궤도보다 바깥쪽에는 소행성대와 같은 큰 고리로 에지워스 카이퍼대(이하, ‘카이퍼대’)라고 불립니다. 제러드 카이퍼라는 이름의 사람이 처음으로 지적했습니다. 카이퍼대는 거의 망원경으로 볼 수 없습니다.

카이퍼대의 바깥쪽은 혜성이 나오는 곳이라고 생각되는 오르트 구름입니다. 얀 오르트라는 사람이 처음으로 지적했습니다. 태양계의 끝에 있으며 태양에서 명왕성까지의 거리의 1,000배 이상 멀리 떨어져 있습니다.

이 사이에는 티끌이 우주에 떠돌며 태양의 빛으로 빛냅니다.

티끌이 지구의 대기에 닿으면 유성이나 운석으로 빛나며 탑니다.

태양에서 우주에 태양풍이라는 가스의 일종이 흘러들어 오며 태양계의 바깥쪽까지 이동합니다. 태양풍이 도달하는 범위를 태양권, 태양과 지구 사이의 약 100배의 거리에 있는 경계면을 헬리오포즈라고 부릅니다.

태양계가 안정된 이유는 뭔가요?

왜 모든 행성은 태양을, 위성은 행성을 공전하며, 태양은 움직이지 않는 걸까? 이 해답은 중력에 있습니다.

우리는 지구의 중력을 따르며 태양의 중력을 알지 못하지만 태양의 중력은 지구를 공전궤도에서 벗어나지 않을 정도로 강하게 예를들어서 지구의 공전 속도가 빨라도 보이지 않는 끈으로 맺어진 것처럼 공전궤도를 계속 유지하고 있습니다. 그것과 마찬가지로 위성이 행성을 공전하는 것도 중력 때문입니다. 태양 백체는 같은 위치에 있을 리는 없고 태양계 전체가 은하 중심을 움직이고 있습니다.

질량에 대해서

질량에서 보다 모든 것은 구성되며 그 양을 질량으로 부릅니다. 사과 2개는 1개의 2배 질량을 가지며 물질의 질량의 많음에 따라서 그 중력도 강해집니다. 우리가 사과의 중력을 알지 못하는 건 지구의 중력이 강해서입니다. 사과를 손에서 놓으면 중력이 지구 중심으로 움직이며 지면에 부딪칩니다. 만약 바로 위로 사과를 내던지면 로켓이 우주비행사를 우주로 대려가려는 것처럼 사과는 지구궤도 위에 들어갑니다. 그러나, 실제로 사과를 힘껏 위로 던져도 힘이 부족해서 수 십 초 후에 땅으로 떨어집니다.

누가 발견했나요?

하늘을 올려다보면, 태양, 달, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성의 7개의 반쪽임이 보입니다. 고대 사람들은 이들을 신과 관련지어서 바빌론 지방(지금의 중동이며 이란의 근처)에서는 이들에 관련지어서 요일을 이름지었습니다. 거의 모든 사람이 이 행성들은 지구를 공전하고 있다고 생각하며 아직 태양계 존재를 알지 못했습니다.

약 1,500년에 니콜라우스 코페르니쿠스가 지구를 공전하고 있는 것은 달뿐이며 그 밖의 행성은 태양을 공전하고 있다고 생각했지만 살아있을 때에는 발표하는 것을 두려워해서 사망하고 1543년에 그 견해의 근거를 출판했습니다. 그리고, 갈릴레오 갈릴레이가 목성을 공전하는 위성을 망원경으로 발견했을 때, 코페르니쿠스는 올바르다고 확신했지만 과학자들에게 이해시키기까지 70년 걸렸습니다.

오늘날에는 망원경을 사용해서 위성이나 소행성, 에리스처럼 왜성 등이 계속 발견되고 있습니다.

어떻게 조사하나요?

망원경이 발명되기 전에는 행성이 하늘을 어떻게 움직이는지 눈으로 확인하였으며 별들의 움직임을 예측했습니다. 또, 천문대를 세워서 태양이나 행성 위치를 보는 것으로 일시를 조사했습니다. 중국에서는 월식도 확인이 되었으며 천체에 의해서 전투나 평화가 가져온다고 생각되었습니다.

망원경이 발명되면 사람들은 밤하늘을 눈으로 탐색했습니다. 천문학자는 행성은 별과는 다른 지구와 같은 것처럼 세상 하나라고 생각되고 있습니다. 몇 개의 행성에 위성이 있는 것도 확인되었으며 사람들은 다른 행성이나 위성에서의 다른 세계로의 상상을 부풀렸습니다. 이윽고 망원경의 개량이 진해되고 달이나 화성에 동물이나 식물이 없는 것이 확인되었습니다.

오늘날에는 다른 행성을 탐험할 수 있게 되었습니다. 약 50년 전에는 12명의 우주 비행사가 달을 걸으며 지구에 달의 흙이나 돌을 가지고 돌아갔습니다. 우주선은 수성이나 화성 등에도 도착했으며 토양의 성분 분석을 지구에 보내서 우리의 연구에 도움이 되고 있습니다. 1971, 1976, 1997년에 사진 촬영용 로봇이 화성에 도착했으며 2021년 7월 현재 미국의 큐리오시티와 퍼서비어런스, 그것에 중국의 주룽(祝融) 3기의 화성 탐사차가 가동되고 있습니다.

지금까지는 지구 이외의 생명체는 확인되고 있지 않지만 만약 화성에 미생물이 있을 지도 모르며 목성의 위성 유로파의 얼음에 생물이 있을 지보 모릅니다. 우주 탐사기는 지금도 생명체를 계속 찾고 있습니다.

어떻게 해서 생겼나요?

태양계는 은하수 은하의 한 부분입니다. 은하는 티끌이나 가스, 별들 등의 집합이며 그 중심에는 티끌이나 가스의 구름이 있으며 별이 생기고 있습니다. 태양계나 그 생성물의 하나입니다. 구름의 일부는 작아지면 함께 확산하지 않게 되며 가스와 티끌로 생긴 거대한 원반 모양이 되어 공전합니다. 이 원반은 중심부가 가장 두꺼우며 태양이 생길 때까지 조용히 붕괴하고 있습니다. 행성의 기원으 아직 연구중이며 많음 전문가가 남겨진 가스나 티끌에 의해서 행성이 만들어졌다고 생각하고 있습니다.

원반 모먕의 그 밖의 중심에 태양을 공전하며 이윽고 티끌의 알갱이가 차츰 모이며 자갈이 되어 행성의 산에 충돌하는 것으로 합체합니다.

태양은 붕괴와 함께 뜨거워지며 계속 팽창해갑니다. 중심은 100만 도를 넘으며 다량의 빛 에너지를 냅니다. 이 빛 에너지는 매일 지구에 닿는 햇빛이며 내행성의 티끌이나 가스의 대부분을 날려보내고 있습니다.

미래에는 어떻게 되나요?

용골자리 에타성이 대량의 가스를 내뿜고 있으며 행성 모양의 성운이 됩니다.

50억 년 후에는 태양 안의 수소를 사용을 다하게 되며 태양의 중심이 작아지면 함께 뜨거워집니다. 또, 바깥쪽은 지금보다도 계속 팽창하여 적색 거성이 됩니다.

그렇게 되면 수성이나 금성, 지구도 삼켜져 다 타버립니다. 행성이 삼켜질지 어떨지는 태양의 질량대로입니다. 태양풍이 강하게 불어 대면 태양의 질량도 줄어들며 태양의 중력도 줄어들기에 모든 행성이 태양에서 떨어져 갑니다.

적색 거성이 되어서 잠깐 지나가면 헬륨을 연소하여 수축하며 절색 거성이 아니게 됩니다. 헬륨을 소모해버리며 약 10억 년 후에 다시 적색 거성이 되며 수 십만 년은 가스가 계속 내뿜습니다.

그리고, 행성 모양의 구름이 형성되며 수 천에서 수 만 년 지속합니다.

그 중심에는 태양이 수축한 결과, 백색 왜성이 되며 지구 정도의 크기가 됩니다.

머리말◀ ▶수성