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Starry Night로 본 금성

금성은 하늘에서 태양과 달 다음으로 가장 밝은 천체이다.
금성도 수성처럼 해가 떠오르기 전 동쪽 하늘이나 해가 진 후의 서쪽하늘에서 찾을 수 있다. 옛날에는 금성이 두개의 서로 다른 행성, Hesperos와 Phosphorus 즉 저녁별과 아침별로 되어 있다고 생각하였다. 우리나라에서는 새벽의 금성을 샛별, 해질녘의 금성을 태백성 이라고 부른다.  금성의 최대 이각은 47°이다. 금성은 내합 전후, 35일 동안 우리에게 그의 밝은 변면을 보이는데, 특히 밝은 면이 전면의 1/3정도 될때 가장 밝게 보인다. 내합 시 금성과 지구사이의 거리는 단지 4200만 km에 불과하다. 금성의 지름은 약 1200km로서 이 때 금성의 겉보기 지름은 1분 정도가 된다. 한편 외합에서 금성의 겉보기 크기는 10″에 지나지 않는다.

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금성의 위상변화 (출처 NASA)

금성이 날마다 다른 위상을 가지고 있다는 것은 1610년 갈릴레이가 자신의 망원경을 통해 발견하였다. 태양의 빛을 받는 부분이 지구를 향할 때 금성은 태양 뒤로 멀리 떨어져 있게 되므로 보름달의 위상을 갖게 된다. 반대로 가장 가까워 질 때에는 초승달 모양을 하고 있다. 관측 여건이 좋은 조건 하에서는 쌍안경으로도 초승달과 같은 금성의 모습을 볼 수 있다.

금성은 황산이 가득한 두꺼운 대기에 쌓여 있다. 그렇기 때문에 대기 아래의 표면은 전혀 보이지 않는다. 오로지 뚜렷한 무늬가 없는 황색의 상층 구름만이 관측 될 뿐이다. 이 구름들이 태양광선을 효율적으로 반사 하므로 금성은 지구에서 보면 그 크기에 비해 특히 밝게 보인다. 이러한 두터운 대기 덕분에 금성의 자전주기는 한동안 알려지지 않아서 한때 금성의 자전주기가 4일이라는 결과가 있었지만 이것은 금성의 구름의 자전주기였다. 1962년에 와서야 드디어 레이더 관측으로 금성의 자전주기가 243일이며, 금성은 다른 행성들과는 달리 반대 방향으로 역자전하고 있음이 밝혀졌다. 자전축은 거의 공전궤도면과 수직이며 그 경사각은 177°이다.

금성과 지구는 적도 반지름은 각 6052km와 6378km로 크기가 거의 같고 금성의 물리적 양은 질량은 지구의 약 0.82배, 태양으로부터의 평균거리는 지구의 0.72배, 적도 중력은 약 지구의 0.91배로 많은 값이 비슷하다. 이 때문에 금성과 지구는  ‘쌍둥이별’로도 불린다. 또한 지구와 금성은 생성도 비슷한 시기에 되었으리라 생각되고 지형의 내부구조도 비슷하리라 생각한다.

그러나 두 행성의 대기 조성은 전혀 다르다. 지구는 질소와 산소가 주 성분인데 대하여, 금성의 대기는 약 96%가 이산화탄소이다. 금성 표면에 도달하는 태양 복사의 양이 적은데도 불구하고 지표면은 섭씨 460도인 것은 이산화탄소에 의한 심각한 온실효과가 작용하기 때문에 고온의 작열하는 세계가 되어버린 것이다. 금성의 대기는 90기압으로 이것은 지구의 해저 900m에서 받는 압력과 같다.

금성의 대기는 굉장히 건조하다. 그 수증기의 양은 지구 대기내의 수증기 양의 백만분의 1정도 밖에 되지 않는다. 금성 대기가 이렇게 건조한 까닭은 금성의 상층대기에 진입한 태양의 자외선 복사가 그 속에 들어있는 물 분자를 수소와 산소로 해리시켰기 때문이며 이때 생긴 수소는 그 후 금성을 이탈하여 이미 우주로 달아나버린 것이다. 물의 증발과 아울러 이산화탄소의 방출이 더욱더 심해지고 온실 효과는 높아져만 갔다. 이렇게 금성은 지구보다 약간 태양에 가까운 궤도를 돌게 되었기 때문에 지구와는 너무 다른 운명을 걷고 있다.
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Starry Night로 본 수성(Mercury)

  수성은 태양으로부터 가장 가까운 곳에 위치한 행성이다. 그리고 공전 궤도는 매우 일그러진 타 원이다. 따라서 근일점과 원일점에서의 거리가 크게 차이가 난다.(근일점 : 태양으로부터 가장 가 까운 거리, 원일점 : 태양으로부터 가장 먼 거리) 수성은 태양계에서 명왕성(2006년 명왕성이 태양계 행성에서 빠지게 되었다) 다음으로 작은 행성 이며 달보다는 약간 크고 심지어는 다른 행성, 즉 목성이나 토성의 위성보다 작기도 하다. 이렇게 작기 때문에 중력도 지구의 약 0.38배밖에 되지 않는다.

 태양으로부터의 거리 : 0.387Au
공전 주기 : 0.2409년
반지름 : 2439Km
질량 : 3.30×1023
평균 밀도 : 5.43g/cm3   

 그러나 밀도는 지구와 거의 비슷하다. 이러한 밀도는 매리너 10호가 수성 근처를 지나가면서 받은 중력의 영향을 통하여 그 질량을 계산 해 냄으로 가능하게 되었다. 그리고 수성의 표면은 달과 거의 흡사한 모습을 가지고 있다. 이러한 것은 여러 운석이 수성과 충돌하면서 생긴 것으로 생각된다.
 수성에서 특이할 만한 점은 하루가 176일이 된다는 것이다. 초창기에는 수성이 태양과 매우 가 까이 붙어 있어서 관측이 불가능하기 때문에 아마도 조석력에 의해서 지구와 달의 관계처럼 항상 동일한 면을 태양에 향하고 돌 것이라 추측하였다. 그러나 근래에 와서 관측한 결과 수성의 자전 주기는 공전 주기의 2/3에 해당되는 것이 관측되었다. 이러한 현상은 물론 조석력이 있지만 수성 궤도가 워낙 찌그러진 타원 모양이기 때문에 생기는 것이라 생각되고 있다. 그리고 이것은 지구 에서 관측한 것이기에 실제로 수성에서 태양을 보게 된다면 하루가 176일이 되는 것이다. 또한 매리너 10호가 지나가면서 수성에도 지구처럼 자기장이 있음을 발견하였다. 세기는 지구의 0.01배밖에 되지 않지만 태양풍 입자를 잡기에는 충분한 세기이다. 이러한 수성의 자기장은 현재 로는 잘 설명되지 않고 있지만 몇 가지의 제안, 즉 수성이 생성 당시 가졌던 자기장이 남아 있을 것이라는 가설, 태양풍과의 상호 작용에 의해 생겼다는 가설, 수성 내부에 금속 물질이 존재하여 알 수 없는 기작으로 인해 생겼다는 가설 등이 있다.
 

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starry night으로 본 태양

태양계 전체 질량의 99%를 차지하고 있는 태양은 지름이 140만 km로 표면온도는 약 6,000℃이고 중심부는 1,500만℃입니다. 지구로부터 태양까지의 거리는 약 1억5천만 km로 태양빛이 지구에 도달하는데 약8분 20초 정도 걸립니다. 태양의 내부에서는 수소가 헬륨으로 바뀌는 수소핵융합반응이  일어납니다. 이 과정에서 만들어지는 막대한 에너지는 우주  공간으로 퍼져나가는데, 이 중 약 20억 분의 1의 에너지만이 지구에 도달하는 것입니다.

 적도반경 : 696,000km
 질량 : 1.9891×1030kg (지구의 328,900배)
 중력 : 지구의 28.07배

태양 질량의 90 %가 수소이고 9 %가 헬리움으로 되어 있는데, 시간이 지나면 수소는 점점 감소하고 대신에 헬리움은 많아집니다. 헬리움의 핵이 융합하여 다른 원소가 되는 핵융합반응을 일으키려면 온도가 더 높아야하며, 이것은 헬리움이 더 압출됨으로서 이루어질 수 있습니다.
태양의 중심부의 온도가 높아지면 태양의 거죽의 층은 서서히 팽창하기 시작하여, 원래의 태양의 지름의 100배까지 커집니다. 표면온도는 떨어져서 3,500K 정도에 이른다. 온도가 떨어지면 태양의 색이 붉어지며, 이것이 '적색거성(Red giants)'이 된 것이다. 오리온자리(Orion)의 베텔기우스(Betelgeuse)은 육안으로도 붉게 보이는 적색거성의 보기입니다.
핵융합반응의 원료가 점점 없어지면 태양은 다시 축소하기 시작하여 원래의 크기와 표면온도에로 회복합니다. 그러나 부피가 점점 작아져서 결국 밀도가 높고, 표면온도가 40,000K에 이르는 백색왜성(White dwalfs)이 됩니다. 시간이 더 지나면, 표면온도와 광도가 떨어져서 외부에서는 보이도 않게 되어버리며, 이것이 태양 또는 항성의 종말인 것입니다.
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