태양에서 가장 멀리 있어서 맨눈으로는 볼수 없기 때문에 그 정체가 늦게 밝혀진 행성.
그래서 수학적 계산으로 발견되었다는 해왕성에 대해 알아보겠다.
해왕성
해왕성은 태양계의 8개 행성 중 여덟번째 행성이다. 해왕은 바다의 왕 이라는 한자로 그리스 신화의 포세이돈과 로마신화의 넵투누스를 번역하여 지어진 이름이다. 천왕성과 여러모로 비슷한 점이 많아서 쌍둥이 행성으로 불리기도 한다.
태양계의 8개의 행성 중 네번째로 크고, 세번째로 무거운 행성이다. 태양과의 평균 거리는 30.1 AU(45억 5천만 km)로 이는 태양에서 지구의 거리보다 약 30배 정도 떨어져서 공전을 한다.
해왕성의 발견
갈릴레오 갈릴레이의 관측일지를 살펴보면 그는 1612년 12월 28일과 1613년 1월 27일 해왕성을 봤던 것으로 보인다. 하지만 목성 옆에 있던 해왕성을 행성으로 보지는 못하고 그저 목성 옆에 존재하는 별로 인식을 했었던 것으로 보인다.
허셜이 천왕성을 발견한 후 천왕성의 궤도를 추적하던 많은 천문학자들은 원인을 알 수 없는 섭동이 천왕성의 궤도에 영향을 주는 것을 알게 되었고, 이를 통해 천왕성 너머에 또다른 행성이 존재할 수 있다는 생각을 갖기 시작했다.
1843년 영국 캠브리지 대학의 졸업을 앞둔 존 아담스는 천왕성의 운동에 영향을 미치는 가상의 행성의 궤도를 계산했다. 그러나 그는 아직 어린 학생이라는 이유로 그의 주장은 다른 천문학자들로부터 무시를 당했다.
1845년 프랑스의 과학자위르뱅 르베리도 아담스와 같은 결론을 얻어 이를 발표한다.
1846년 독일 베를린 천문대의 천문학자 요한 고트프리트 갈레는 아담스가 주장한 지점제서 12도, 르베리가 주장한 지점에서 1도 어긋난 지점에서 8등급의 별을 발견했고 이는 해왕성이었다.
당시 경쟁국이었던 영국과 프랑스는 해왕성의 발견에 대한 공로를 서로 차지하려고 치열한 논쟁이 오갔지만 결국 해왕성의 발견에 대한 업척은 아담스와 르베리에게 함께 돌아가게된다.
내부구조
해왕성의 크기와 질량, 밀도는 천왕성과 매우 유사하다. 따라서 내부구조 또한 비슷할 것으로 추정된다.
목성과 토성에 존재하는 액체금속수소는 내부압력이 적은 해왕성에는 존재할 수 없을 것이고, 대기에 있는 메탄과 암모니아 얼음이 이온화되 존재할 것으로 추정된다. 해왕성의 내부 또한 천왕성과 비슷하게 수소와 헬륨의 함량이 적고 암석과 얼음이 존재할 것으로 추정된다.
대기와 기후
해왕성은 천왕성과 쌍둥이라고 할 만큼 대기가 매우 비슷하다. 80% 정도의 수소와 19% 정도의 헬륨으로 나머지는 에탄, 메탄 등으로 이루어져 있다. 하지만 해왕성의 담청색은 천왕성의 청록색과는 차이가 있다. 이는 해왕성의 대기에 메탄에 더하여 어떤 미지의 성분이 있어 천왕성과 색이 다르게 보일 것이라고 추측된다.
해왕성의 대기는 적색광을 흡수하고 청색광을 반사함으로써 전체적으로 청색으로 보인다. 대기의 구성은 비슷하지만 대기의 흐름은 천왕성에 비해 활발할 것으로 추정된다. 이는 천왕성에서는 보이지 않는 대기의 회오리가 보이기 때문이며, 이 회오리는 대암점 또는 대흑점이라고 불린다.
평균 온도는 영하 214도로 천왕성과 비슷하다. 온도가 낮은 것으로 보아 천왕성과 마찬가지로 흡수하는 태양에너지에 비해 방출하는 에너지가 많은 것으로 추정된다.
공전과 자전
해왕성은 태양으로부터 평균 약 45억 km 떨어져서 공전을 한다. 궤도는 거의 원에 가까울 정도로 이심율이 1억 km 이하이고 이는 궤도반지름에 비하면 매우 작다. 공전주기는 163.7년으로 초속 23.5km의 속도로 공전을 한다.
자전축은 공전면에 비해 약 29도 기울어져 있으며, 자전주기는 약 16시간이다. 자전축의 기울기가 지구와 크게 다르지 않기에 계절이 나타날 것으로 보이는데, 공전하는데 160여년이 결리므로 한계절이 40년씩 지속된다.
해왕성의 고리
해왕성의 고리는 천왕성의 고리를 발견한 방법으로 밝혀졌다. 직접 관측하기가 여려우니 해왕성이 배경의 별을 가리는 식을 일으킬 때 별빛의 밝기 변화를 관찰하여 고리의 존재를 확인했다. 이를 직접 확인 할 수 있게 해준것은 보이저 2호 덕분이다. 해왕성의 고리 역시 여러개로 이루어져 있다.
해왕성의 위성
현재까지 해왕성의 위성은 14개가 발견되었다. 위성 중 가장 큰 것은 러셀에 의하여 발견된 트리톤이다. 트리톤은 해왕성이 발견되고 불과 17일 뒤에 발견된다.
트리톤은 14개의 위성의 질량의 99.5%를 차지할 정도로 압도적으로 무거운 행성이다. 또한 회전구면체 형태를 유지할 수 있을만큼 질량이 큰 유일한 해왕성의 위성이다.
그리스 신화의 포세이돈(해왕성)의 아들 이름을 딴 트리톤은 보이저 2호에 의해 많은 점이 밝혀지게 되었다.
트리톤은의 지름은 2,710km로 달보다 크고, 질량은 지구보다 크다. 해왕성을 5.9일 주기로 공전한다. 트리톤은 핑크색과 푸른색을 띠고 있으며 다른 위성들과 달리 역행을 한다. 목성의 이오, 토성의 타이타과 함께 대기를 가진 위성이다.
신화에서 해왕성
해왕성은 로마신화에 나오는 바다의 신 넵투누스의 이름을 딴 것이다. 이는 그리스 신화의 포세이돈에 해당한다. 바다의 왕을 그대로 해석해서 한자로는 해왕성이라고 한다.
해왕성의 곁에는 포세이돈 또는 넵투누스의 아들이며, 바다의 작은신 트리톤이 공전하고 있다. 그리고 바다의 요정인 네레이스의 이름에서 유래된 네레이드 또한 해왕선을 공전하고 있다.