천왕성에 대하여

토성의 궤도를 넘어서면 청록색의 행성 천왕성이 존재한다. 천왕성은 1781년 4월 천문학자이자 음악가인 윌리엄 허셜(William Herschel)에 의해 처음으로 발견되었다. 1781년 3월 그는 쌍둥이자리 근처에서 이상한 천체를 발견하였으나 이를 태양에서 멀리 떨어져 있어 꼬리가 아직 발달되지 않은 혜성일 것이라 생각했다. 이후 꾸준한 관측결과 이 천체가 태양을 중심으로 공전하는 행성인 것을 확인하였다. 천왕성은 육안이 아닌 망원경으로 발견된 최초의 행성이며, 발견된 궤도위치가 독일의 천문학자 요한 보데(Johann Elert Bode)가 주장한 보데의 법칙을 증명해주었다는 점에서 더 유명해졌다. 천왕성은 반지름 25,559km의 구형으로서 토성의 지름의 약 1/2보다 조금 작고 목성 지름의 약 1/3에 해당한다. 그러나 지구보다는 약 4배나 크다. 망원경으로 보아도 아주 작고 흐려 크기를 결정할 수 없었던 천왕성의 지름을 측정한것은 1977년 어떤 행성이 다른 별의 표면을 통과하는 엄폐(掩蔽)현상이 이 천왕성에게 나타났기 때문이다. 이때 천왕성이 움직이는 속도와 별을 가리는 시간을 측정하여 계산한 결과 지금 우리가 알고 있는 천왕성의 지름을 계산할 수 있었던 것이다. 천왕성의 질량은 목성, 토성보다 작긴 하지만 지구의 약 15배에 이르는 8.7×1025kg이다. [네이버 지식백과] 천왕성 - 망원경으로 발견된 최초의 행성 (태양계의 행성, 한국천문연구원) 푸른색의 행성, 천왕성은 어떤 모습일까? 천왕성의 대기에는 수소가 약 83%, 헬륨이 15%, 메탄 2% 등이 포함되어 있으며, 반사율이 높은 암모니아와 황이 대기의 깊숙이 있을 것이다. 천왕성의 대기는 태양빛의 적색 파장을 흡수하고 청색과 녹색의 파장 상당량을 반사하기 때문에 전체적으로 청록색을 띤다. 적외선 관측에 의한 천왕성의 온도는 대략 -215°C이다. 이는 태양으로 받은 에너지보다 높게 방출되는 것으로 목성이나 토성과 같이 천왕성의 내부에도 열원이 있을 것이라 추정된다.방출되는 에너지는 목성과 토성, 해왕성에 비하여 매우 적은 편이며, 천왕성의 내부 에너지도 행성이 형성될 때 붕괴되는 가스들에 의한 중력에너지가 그 근원일 것이다. 천왕성의 내부는 목성, 그리고 토성과는 조금 다르다. 목성과 토성의 내부에는 높은 압력으로 인해 액체금속형태의 수소가 존재하지만, 천왕성은 내부 압력이 수소를 액체금속으로 변환시키기에는 부족할 것으로 추측된다. 따라서 대기에 있는 메탄과 암모니아의 얼음이 압력에 의해 이온화되어 존재할 것으로 추정하고 있다. 목성에 비하여 낮은 압력과 비슷한 정도의 밀도(약 1,271kg/m³),낮은 온도 등의 특징으로 미루어천왕성의 내부에는 수소와 헬륨의 함량이 적고, 암석과 얼음이 존재할 것으로 보고 있다. [네이버 지식백과] 천왕성 - 망원경으로 발견된 최초의 행성 (태양계의 행성, 한국천문연구원) 천왕성의 자전은 매우 특이하다. 다른 행성과는 전혀 다르게, 자전축이 거의 황도면에 누워 있는 형태로 자전을 한다. 즉 천왕성의 적도면은 공전궤도면에 약 98° 기울어진 역회전을 하고, 주기는 약 -17시간 정도(‘-’는역회전임을 뜻한다.)이다. 이 자전주기를 구하는 방법에는 많은 어려움이 있었다. 자전축이 너무 기울어져 있는 탓에 도플러 효과를 적용하는 데 한계가 있었고, 지상관측을 통해 계산한자전주기는 오차가 있었다. 적외선 관측으로 실제 자전주기에 거의 근접한 값을 얻게 되었으나, 최종적으로는 보이저의 자기장 측정에서 천왕성의 자전주기를 결정할 수 있었다. 자전축의 기울기로 인해 극 주변이 적도 주변보다 많은 태양열을 받지만 신기하게도 전체적으로 온도가 균일한데, 이 이유는 아직 해명되지 않았다. 천왕성은 태양으로부터 약 28억 8천만km 떨어진 곳에서 공전을 하고 있고, 공전주기는 대략 84년이다. 천왕성도 역시 다른 행성들과 같이 타원의 형태로 태양을 공전하고 있고, 태양과 가까울 때는 약 27억 4천만km, 멀리 있을 때는 약 30억km까지 떨어진다. 그리고 다른 행성들에 비하여 느린 속도인 약 6.8km/s로 공전을 한다. 천왕성은 상대적으로 강한 자기장을 가지고 있다. 자기장의 축(자기장의 남쪽과 북쪽을 잇는 가상의 축)은 천왕성의 자전축에 비해 약 59° 기울어져 있다. 높은 에너지의 입자들이 천왕성의 자기 복사 대에 갇혀 있지만, 지구에서 발견될 수 있을 만큼 강하지는 못했다. 그 입자들은 보이저 2호에 의하여 발견되었다. [네이버 지식백과] 천왕성 - 망원경으로 발견된 최초의 행성 (태양계의 행성, 한국천문연구원)