천왕성의 링

태양계의 7번째 행성 천왕성의 사진이다.
태양으로부터 천왕성까지의 거리는 19.18AU(1AU는 태양에서부터 지구까지의 거리)로서, 약 45억 킬로미터이며, 천왕성의 직경은 적도기준 5만 1천 킬로미터로 지구의 약 4배이다.

 

 

 

허블우주망원경이 촬영한 이 3장의 사진은 지구로부터의 각도에 따른 천왕성의 고리 모습을 보여주는데 2007년 8월 14일 허블의 Wide Field Planetary Camera 2 로부터 촬영된 사진에서는 각도가 최고조(90도)에 달하여 천왕성 고리의 모서리를 볼 수 있었다.

 

 

 

허블 우주 망원경은 지구에서 그 경사면 모서리가 보이는 천왕성의 보기드문 광경을 2007년 8월 14일 촬영했다.

고리의 모서리는 마치 천왕성을 위아래로 관통한 듯한 모습으로 나타나 있다.

 

천왕성 고리의 전체 모습은 천왕성의 밝은 빛 때문에 우리에게 완전히 보이지는 않는다.
그러나 우리는 고리 자체의 색채를 통하여 고리의 상대적 크기와 위치를 알 수 있다.

 

지구의 관측자에게 고리의 모서리는 천왕성이 공전궤도를 도는 84년에서 그 반에 해당하는 42년마다 볼 수 있는 현상이다.
그러나 지난 번 이와 같은 현상이 있을 때 지구에서는 어느 누구도 천왕성이 고리를 가졌다는 사실을 알지 못했다.

 

외곽 고리는 2003년에 허블 망원경에 의해 처음 그 실체가 알려졌으나 2005년까지 보다 정밀하게 분석되기 전까지는 사진이 공개되지 않았다.

결국 천왕성은 총 13개의 고리를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.

 

1965년부터 2028년까지의 천왕성과 고리의 모습 변화 <출처 : 허블 사이트>

 

이하는 천왕성에 대한 단편적 지식들로 칼 세이건의 <창백한 푸른점>에서 발췌/정리한 것입니다.

 

천왕성은 1781년 윌리엄 허셜(William Herchel)이라는 영국인에 의해 발견되었다.

 

허셜은 천문학자가 아닌 음악가였다.
고대사회 이후로 토성까지의 존재는 알려져 있었으나 그 이외 행성이 천문학자가 아닌 음악가에 의해 처음으로 발견된 것이다.

 

허셜은 이 행성의 이름을 그의 후원자의 이름을 따서 <조지의 별>로 명명하길 원했지만, 결국 그리스 신화에서 새턴(토성)의 아버지이자 올림푸스 신들의 할아버지 신을 의미하는 우라누스(Uranus)로 결정되었다.

 

천왕성의 대기는 가장 간단한 두 가스인 수소와 헬륨으로 이루어져있지만 메탄을 비롯한 다른 탄화수소도 있다.

지구에 있는 관측자에게 보이는 구름들 바로 아래에는 막대한 양의 암모니아, 황화수소, 특히 물을 포함한 방대한 대기가 있다.

 

천왕성의 내부에는 대기층의 무게에 눌려 암석화된 표면이 존재한다는 사실을 천왕성의 위성에 미치는 미세한 작용으로 탐지하였다.

 

천왕성은 옆으로 누워서 태양 둘레를 돌고 있다.
천왕성이 태양 둘레는 도는데는 84년이 걸린다.

1990년대에는 천왕성의 남극이 태양쪽을 향하여 지구 관측자에게는 남극이 눈에 보였다.
2030년대에는 천왕성의 북극이 태양쪽을 향하게 된다.

지금 우리에게 보이는 부분은 천왕성의 적도면 부근이다.

 

다른 모든 행성의 자전축은 공전축과 수직에 가깝게 형성되나 천왕성의 자전축은 공전축과 수평에 가깝다.
이는 천왕성의 매우 큰 수수께끼이다.

 

천왕성이 지구와 다른 또 하나의 특징은 지리적 극점(남극/북극)과 자기장의 극이 60도나 떨어져 있다는 점이다.

이와 같은 특징들에서 몇몇 과학자들은 천왕성이 한 때 강력한 외부 충격을 받았을 것이라 상상하고 있다.

천왕성 주변을 도는 위성 중 '미란다'라는 위성은 그 표면에 불연속 면들이 나타나고 있는데 이 역시 큰 충돌 당시 깨어진 조각들이 자체 중력에 의해 다시 붙는 이합집산에 의한 과정의 결과물이라고 여겨지는 경우가 많다.

 

천왕성과 천왕성 주위의 9개의 링(현재는 13개의 고리가 있는 것으로 밝혀졌다.), 그리고 위성 정보는 보이저 2호가 1986년 1월 24일 천왕성 주위를 지나면서 대부분 알려진 것이다.

 

보이저 2호는 지구에서 발사된지 8.5년이 지나 천왕성 주변을 통과했다.

 

보이저 우주선이 천왕성의 전면에서 뒤쪽으로 진행하면서 발사한 전파신호가 천왕성 대기층을 접선방향으로 뚫고 지구로 전달되었기 때문에 이를 이용하여 메탄 구름의 밑을 들여다볼 수 있었다.

이로부터 대기중을 떠다니는 아마도 8천 킬로미터 두께의 과열된 물로 이루어진 넓고 깊은 바다를 추정하는 사람들도 있다.

 

보이저가 천왕성을 지나면서 10개의 위성이 발견되었고, 천왕성의 낮의 길이가 17시간임을 알아냈다.
(참고로 천왕성의 낮은 지구의 자정보다도 어두우며, 태양은 그저 지구에서 바라보는 별 정도의 크기로 보인다.)

 

* '허블사이트'의 게시물들은  허블공식 사이트 http://hubblesite.org 의 글들을 번역한 것입니다.

   이 뉴스는 2007년 8월 23일 발표된 뉴스입니다.

   정보출처 : http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/solar-system/2007/32/

 

참고 : 천왕성에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
           https://big-crunch.tistory.com/12346950

 

원문>

This series of images from NASA's Hubble Space Telescope shows how the ring system around the distant planet Uranus appears at ever more oblique (shallower) tilts as viewed from Earth - culminating in the rings being seen edge-on in three observing opportunities in 2007. The best of these events appears in the far right image taken with Hubble's Wide Field Planetary Camera 2 on August 14, 2007.

The edge-on rings appear as two spikes above and below the planet. The rings cannot be seen running fully across the face of the planet because the bright glare of the planet has been blocked out in the Hubble photo (a small amount of residual glare appears as a fan- shaped image artifact). A much shorter color exposure of the planet has been photo- composited to show its size and position relative to the ring plane.

Earthbound astronomers only see the rings' edge every 42 years as the planet follows a leisurely 84-year orbit about the Sun. However, the last time the rings were tilted edge-on to Earth astronomers didn't even know they existed.

With further analysis of the Hubble data, astronomer Mark Showalter of the SETI Institute in Mountain View, Calif., hopes to detect some of the small moons that may shepherd the debris into distinct rings.

Until Voyager 2 flew by Uranus in January 1986, the rings were only known from the way they temporarily blocked the light of stars passing behind the planet. Hubble provided some of the first images of the ring system as viewed from Earth's distance of approximately 2 billion miles. The advent of adaptive optics gave ground-based observers using large telescopes comparatively sharp views.

The rings were discovered in 1977, so this is the first time for a Uranus ring crossing to be observed from Earth. Earth's orbit around the Sun permits three opportunities to view the rings edge-on: Uranus made its first ring crossing as seen from Earth on May 3; it made its second crossing on August 16; and will cross for the third time on February 20, 2008. Though the last ring crossing relative to Earth will be hidden behind the Sun, most of Earth's premier telescopes, including Keck, Hubble, the European Southern Observatory's Very Large Telescope and the Hale Telescope on Mt. Palomar, plan to focus on the planet again in the days following December 7, 2007. on December 7 the rings will be perfectly edge-on to the Sun.

Showalter is a member of a team led by Imke de Pater of the University of California, Berkeley, who reported that the rings of micron-sized dust have changed significantly since the Voyager 2 spacecraft photographed the Uranus system 21 years ago. Observations were also gleaned from near-infrared adaptive optics observations with the Keck II telescope on May 28, 2007, and reported in an article appearing on August 23 in Science Express, the online edition of Science Magazine.

For additional information, contact:

Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4514
villard@stsci.edu

Mark Showalter
SETI Institute, Mountain View, Calif.
650-810-0234
mshowalter@seti.org

Object Name: Uranus

Image Type: Astronomical/Illustration

 

Credit: NASA, ESA, and M. Showalter (SETI Institute)