해왕성(Neptune)

해왕성

해왕성은 태양계의 8개 행성 중 여덟 번째 행성이며 태양계에서 직경으로는 4번째로 크고, 질량으로는 3번째로 큰데 질량은 지구의 17배로, 질량이 지구의 15배인 쌍둥이 행성 천왕성보다 약간 더 무겁습니다. 해왕성과 태양의 평균 거리는 45억 1,300만km이며, 지구와 태양 사이 거리의 대략 30배에 해당합니다. 해왕성은 맨눈으로 볼 수 없기 때문에 관측이 아닌 수학적 계산으로 발견된 태양계 행성 중 유일한 행성입니다.

 

◆ 구조

해왕성은 이웃 행성인 천왕성과 성질이 유사한 거대 가스 행성인데 주로 수소와 헬륨, 메탄, 물, 그리고 암모니아와 같은 원소들로 구성되어 있습니다.

• 중심핵 : 해왕성의 중심에는 단단한 지구 크기 정도의 중심핵이 있는데 암석, 금속, 그리고 얼음으로 구성되어 있을 것으로 추정되며 중심핵의 질량은 지구의 약 1.2배에서 2.4배에 해당하는 것으로 생각됩니다.
• 맨틀 : 중심핵을 둘러싸고 있는 맨틀은 암석과 결합된 물, 암모니아, 그리고 메탄 얼음과 같은 얼음 화합물의 두꺼운 층입니다. 이 혼합물은 고온고압의 유체지만 통상적인 행성과학에서 얼음이라고 불립니다.
• 대기 : 해왕성의 가장 바깥층은 대기인데, 이것은 우주로 수천 킬로미터나 뻗어 있습니다. 대기는 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며, 미량의 메탄으로 해왕성이 뚜렷한 파란색으로 만듭니다.

 

◆ 기후

해왕성과 천왕성의 차이 중 하나는 기상 활동인데 해왕성의 날씨 중 특이한 점이라면 엄청나게 빠른 태풍을 들 수 있습니다. 해왕성의 바람은 음속의 두 배에 가까운 초속 600m에 육박하는 속도로 몰아칩니다.

그러나 해왕성의 대기 흐름은 보편적으로는 조금 더 느린데, 대기에 항상 떠 있는 구름의 움직임을 분석한 결과 바람은 동쪽 방향으로 초속 20m 수준에서 서쪽 방향으로 초속 325m 정도까지 다양하며 대부분의 바람은 행성이 자전하는 방향과 반대로 움직입니다.

 

◆ 위성

해왕성에는 14개의 알려진 위성이 있습니다.

• 트리톤 : 트리톤은 해왕성에서 가장 큰 위성이고 태양계에서 일곱 번째로 큰 위성입니다. 또한 해왕성의 자전과 반대 방향으로 공전합니다. 트리톤은 포획된 카이퍼 벨트 물체로 생각되며 주로 질소로 구성된 얇은 대기를 가지고 있습니다.
• 네레이드 : 네레이드는 해왕성에서 두 번째로 큰 위성이며 이심률이 매우 높고 기울어진 궤도를 가지고 있으며 불규칙한 모양이고 불그스름한 색을 가지고 있습니다. 네레이드의 기원은 포획된 소행성이나 과거에 파괴된 더 큰 위성의 파편으로 추정됩니다.
• 프로테우스 : 프로테우스는 해왕성의 가장 큰 내위성 중 하나이며, 다른 위성들에 비해 상대적으로 큰 크기를 가지고 있습니다. 또한 프로테우스는 불규칙한 모양이며 충격 크레이터로 덮여 있습니다.
• 라리사 : 라리사는 약간 길쭉한 모양을 가진 해왕성의 작은 위성이며 행성 가까이에서 궤도를 돌고 있고 충돌 크레이터가 거의 없는 비교적 매끄러운 표면을 가지고 있습니다.
• 나이아드, 탈라사, 데스피나, 갈라테아, 할리메데, 프사마 : 이 위성들은 1989년 보이저 2호 우주선에 의해 발견된 해왕성의 비교적 작고 불규칙한 모양을 가진 작은 내위성이고 과거에 부서진 더 큰 위성의 잔해로 여겨집니다.
• 사오, 라오메데이아, 네소 : 이 위성들은 2002년과 2003년에 허블 우주 망원경에 의해 발견된 해왕성의 먼 바깥쪽 위성들인데 이심률이 매우 높고 기울어진 궤도를 가지고 있으며 많은 불규칙 위성의 일부로 여겨집니다.

 

◆ 자전과 공전

자전 : 태양계에서 가장 빠르게 회전하는 행성 중 하나인 해왕성은 그 중심을 통과하는 가상의 선인 축을 중심으로 약 16시간 6분 만에 자전합니다.

 

공전 : 태양으로부터의 가장 멀리 떨어진 행성인 해왕성은 태양에서 평균 거리가 약 45억km이며, 태양 주위를 타원형으로 한 바퀴 도는 데 대략 165년이 걸립니다.

 

◆ 해왕성과 명왕성

1840년대에 해왕성이 발견되고부터 1930년대까지 태양계 최외각 행성이었지만 1930년에 명왕성이 발견됨으로써 해왕성은 1979년부터 1999년까지 뒤에서 두 번째 행성이 되었습니다.

그러나 1992년에 해왕성 궤도의 바깥쪽에 있는 카이퍼 대가 발견되자 많은 천문학자들은 명왕성이 행성인지 카이퍼 대의 큰 천체에 불과한지에 대해 논쟁을 벌이기 시작했고 2006년, 국제천문연맹은 마침내 행성이라는 말의 의미를 최초로 정의했으며, 명왕성은 외행성으로 재분류되어 해왕성은 다시 태양계 최외각 행성이 되었습니다.