태양계의 두 번째 행성 금성

안녕하세요. 오늘은 금성에대해 알아볼게요. 금성은 우리가 흔히 '샛별'이라고 부르는 행성입니다. 해가 뜨기 전 동쪽 하늘이나, 해진 후 서쪽 하늘에서 눈으로 볼 수 있습니다. 금성은 그냥 보면 하나의 별처럼 보이지만, 망원경으로 보면 달처럼 그 모습이 변하는 위상을 가지고 있습니다. 금성의 대기는 두꺼운 이산화탄소로 덮여 있기 때문에 망원경으로는 표면이 보이지 않습니다. 그래서 파장이 긴 전파를 이용해 관측하고 있습니다. 

금성의 탄생

금성은 탄생한 직후 미행성과 여러 번 충돌했을것이라고 예측됩니다. 이로 인해 지표면이 가열되고 휘발성 강한 수증기와 일산화탄소의 증발이 일어나고, 그 후 수증기와 일산화탄소를 한 금성의 원시 대기가 만들어집니다. 고온이 된 지표는 뜨거운 마그마로 뒤덮이게 된니다. 미행성의 충돌이 끝나면 원시 대기와 지표는 식게고, 마그마의 표면에는 지각이 형성되기 시작합니다. 냉각은 계속 진행되면서 수증기가 응결해 비가 내리고 바다가 형성됩니다. 이후 태양의 온도가 증가함에 따라 금성의 지표면은 다시 뜨거워지고, 마그마는 증발하여 바다가 됩니다. 증발된 수증기는 태양 자외선에 의해서 수소와 산소로 분해가 됩니다. 가벼운 수소는 대부분 금성에서 사라지고, 결국 이산화탄소가 금성 대기의 주성분이 됩니다. 이산화탄소 대기의 온실 효과로 지표는 고온 상태가 되고, 화산 활동이 활발해지면서 황산 구름이 형성되어 현재의 금성과 비슷한 모습이 만들어집니다. 

금성 대기의 주성분은 이산화탄소입니다. 대기의 96.5%를 이산화탄소이며, 나머지 3.5%는 대부분 질소 분자가 차지합니다. 이외의 성분으로는 아르곤, 이산화황, 일산화탄소, 물 등이 있습니다. 처음에 물을 발견했을때 센세이션했었죠. 그리고 금성은 90기압의 고밀도 대기를 가지고 있습니다. 이는 지구의 해수면밑 800m 깊이의 압력과 같은데요, 이러한 금성 대기의 기원은 아직 완전하게 알려지지 않았으고 현재도 많은 연구가 이루어지고 있습니다.

 

금성은 평균 약 400도의 기온을 가지고있습니다. 이는 지상에서의 관측과 탐사선에 의해 발견된 대기분석으로 알 수있습니다. 분석결과 금성 대기의 주성분은 이산화탄소이며, 농도도 매우 짙습니다. 이 현상은 온실효과의 결과물이며, 과거에 금성이 온실효과의 폭주현상으로 인해 온도가 급상승했었다는 것을 알 수 있습니다.

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거꾸로 자전하는 행성 금성

 

금성은 태양계의 행성들과는 다르게 반대로 자전을 하고있습니다. 지구의 북극에서 바라볼 때 시계방향으로 자전을 하고있죠. 금성의 자전축은 적도 면에 대략 3° 기울어진 177°정도 입니다. 3°가 아닌 177°를 사용하는 것은 금성의 역회전을 포함하는 수치입니다. 금성 이외 행성에서는 태양이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지지만, 금성에서는 서쪽에서 떠서 동쪽으로 집니다. 금성의 자전이 왜 역방향인지는 정확히 알 수 없으나, 태양과 다른 행성들의 중력 섭동이 큰 영향을 준 것으로 추측되고 있습니다.

태양과 행성들로부터 섭동을 받은 금성은 자전축이 크게 변하게 되죠. 그리고 두꺼운 대기 또한 조석력에 의해 금성의 자전에 영향을 미치게 되고, 이를 시뮬레이션에 대입하면 금성의 자전 속도는 느려지고 역회전을 하게 됩니다. 이런 최종적인 결과의 과정은 두 가지로 예측됩니다. 한 가지는 자전축이 180°로 뒤집혀 역회전을 하는 것이고, 다른 하나는 기울기의 변화 없이 자전 속도가 느려지고 결국 조석에 의하여 느린 역회전을 하게 된 것입니다.

금성의 궤도는 다른 행성들의 궤도에 비하여 동그랗게 회전합니다. 그리고 공전 주기는 지구보다 140여 일 적은 약 225일이며, 레이더 관측에 의해 알아낸 금성의 자전주기는 약 243일입니다. 공전주기와 자전주기가 비슷하여, 금성에서의 하루는 지구의 시간으로 117일로 계산됩니다.

금성에는 자기장이 측정되지 않습니다. 금성의 핵은 금속성이면서 부분적으로 용융상태입니다. 따라서 지구처럼 자기장을 가지고 있다고 추측하였으나 실제로 자기장은 측정할 수 없을 정도로 작습니다. 이는 금성의 느린 역행 자전 속도에 의한 것으로 알려져 있습니다. 앞서, 천천히 역회전하는 금성의 자전은 순방향에서 역방향으로의 전환으로 설명할 수있는데, 이에 자기장 또한 현재 역전되고 있어서 거의 존재 하지 않는다고 추측됩니다.

지구를 닮은 행성  금성

금성의 지표를 연구하는 일은 굉장히 어려웠습니다. 대기가 짙어서 금성 표면이 보이지 않았고, 탐사선을 이용하면 금성의 고온과 고밀도의 대기 탓에 기능이 돌아가지 않아 오랜 시간 연구를 할 수 없었습니다. 하지만, 기술의 발전으로 탐사선이 금성에서 좀 더 버틸 수 있는 방법을 찾았고, 전파를 통해 금성의 두꺼운 대기를 뚫고 지표를 관측할 수 있게 되었습니다. 금성이 화성이나 달과 비슷한 미행성 충돌 빈도를 가진다는 가정하에 구덩이 숫자를 비교해보면 그 수가 상대적으로 적다는 것을 알 수 있죠. 이는 금성의 지표가 활발하게 재 형성되는 것을 알 수 있습니다. 과학자들은약 5억 년 전에 금성에서 대규모의 마그마가 흘렀고, 이 용암은 많은 수의 구덩이를 메웠을 것으로 추측합니다.

금성의 전체적인 지형은 남쪽과 북쪽 부분이 상당한 차이가 납니다. 북쪽의 지역은 구덩이가 거의 없는 고원지대로 산들이 많이 있고, 남쪽지역은 상대적으로 평평한 구덩이들이 많이 있습니다. 금성의 내부 구조는 아직 미지의 세계입니다. 현재 알려진 바로는, 반지름이 6,052km(지구의 0.95배), 질량은 4.82x1024kg(지구의 0.82배), 밀도는 5,240kg/m3(지구의 0.95배)로 예측됩니다. 지구와 매우 비슷한 수치로, 이를 바탕으로 금성의 내부구조는 지구와 비슷하다고 예측하고 있습니다. 금성 착륙선으로 확인한 결과 금성은 암석의 지각, 맨틀, 금속핵으로 이루어졌다고 합니다.

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