[태양계]'샛별' 금성의 하루 길이는 243.0226일,

'샛별' 금성의 하루 길이는 243.0226일, 하루 편차만 20분

출처: 연합뉴스 (2021.04.30)

 

15년치 레이더 자료로 측정…"정확한 측정치 없으면 눈 가리고 비행하는 셈"

 

[NASA/JPL-Caltech 제공/ 재판매 및 DB 금지]

 

 

 

'샛별' 금성은 지구 바로 옆에 붙어있는 태양계의 두 번째 행성이지만 두꺼운 구름에 덮여있어 의외로 아는 것이 적다.

 

산성비가 내리고 납도 녹일 만큼 고온이며, 지구와 같은 암석형 행성으로 크기, 질량, 밀도 등이 비슷하다는 것 등은 잘 알려져 있다. 하지만 행성의 하루 길이 편차와 같은 가장 기본적인 속성마저도 정확히 측정되지 못해왔다..

 

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA)에 따르면 이 대학 행성·우주학 교수 장 뤽-마고 박사가 이끄는 연구팀은 지난 15년 간 금성 표면에 발사한 전파가 반사되는 것을 포착해 자전과 관련한 속성들을 밝혀낸 결과를 과학 저널 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)을 통해 발표했다.

 

연구팀은 금성의 자전 주기, 즉 하루 길이를 평균 243.0226±0.0013일로 제시했다. 이런 자전 주기는 적어도 20분의 편차를 보이는 것으로 밝혔는데, 이는 금성의 무거운 대기가 지상과 상호작용하며 자전 속도를 늦추거나 가속해 빚어지는 현상으로 분석됐다. 지구에서도 같은 현상이 발생하지만 이에 따른 영향은 하루에 1천분의 1초에 불과하다.

 

연구팀은 이런 편차때문에 앞서 발표된 자전 주기 값들이 서로 일치하지 않았다고 설명했다.

 

금성의 자전 축 기울기는 2.6392±0.0008도로 밝혔는데, 연구팀은 이 값이 이전보다 10배 더 정확해진 것이라고 밝혔다.

 

연구팀은 금성의 자전 주기와 축의 기울기 등을 토대로 핵의 지름이 지구와 비슷한 약 3천500㎞에 달할 것으로 추산했으나 핵이 고체나 액체인지 여부까지는 밝혀내지 못했다.

 

연구팀은 행성의 자전과 관련한 정확한 정보가 없으면 탐사선이 착륙 목표점에서0㎞ 이상 벗어난 엉뚱한 곳에 내릴 수도 있다고 했다.

 

마고 교수는 "금성은 우리의 자매 행성이지만 이런 기본적인 속성들이 지금까지 제대로 확인되지 않았다"면서 "이런 측정 없이는 (미래 탐사선은) 눈을 가리고 비행하는 것과 같다"고 했다.

 

연구팀은 금성의 자전 관련 속성을 정밀 측정하기 위해 지난 2006년부터 지난해까지 21차례에 걸쳐 캘리포니아 모하비 사막에 설치된 70ｍ 크기의 골드스톤 접시 안테나로 금성에 전파를 발사하고, 되돌아오는 전파를 골드스톤과 웨스트버지니아의 그린뱅크천문대에서 포착했다. 골드스톤 안테나가 먼저 신호를 포착하고 약 20초 뒤 그린뱅크천문대에서도 이를 잡게 되는데 두 시설 간의 신호 포착 시차를 정밀 측정해 금성의 자전 속도를 파악했다.

 

마고 교수는 "금성을 거대한 디스코볼처럼 활용했다"면서 골드스톤의 접시안테나는 섬광, 금성의 지형들은 디스코볼의 반사경이 돼 "일반 섬광보다 10만배 더 강한 강력한 빛을 발사하고 디스코볼에서 반사되는 빛을 추적해 자전과 관련한 속성을 유추했다"고 설명했다.

 

이 과정에서 정확한 측정이 이뤄지려면 지구와 금성의 위치가 정확히 맞아떨어지고 골드스톤과 그린뱅크 천문대 시설도 완벽하게 작동해야 하는 등 어려움이 적지 않았다고 연구팀은 밝혔다.

 

연구팀은 금성에 전파를 쏴 되돌아오는 신호로 두꺼운 구름에 가려진 금성의 비밀을 하나씩 벗겨나갈 계획이다.

 

이와 함께 두꺼운 얼음 밑에 바다를 가진 것으로 추정되는 목성의 위성인 유로파에도 눈을 돌리고 있다. 금성에서와 마찬가지로 레이더 측정을 통해 바다의 존재를 확인하고 얼음 두께도 측정하겠다는 것이다.

 

 

 

 

 

 

금성에 가면 “하루가 1년”

자전·공전 주기 비슷 … 해는 서쪽에서 떠
탐사선 '비너스 익스프레스' 궤도 진입에 성공

 

 

출처: 중앙일보( 2006.04.13 /박방주 과학전문기자 )

 

 

금성을 탐사하기 위해 유럽우주국(ESA)이 지난해 11월 발사한 탐사선 '비너스 익스프레스호'가 11일 금성 궤도에 진입했다. 새로운 금성탐사선이 금성 궤도에 진입하는 것은 1989년 미국이 쏘아 올린 금성 탐사선 '마젤란호'에 이어 18년 만이다.

지금까지 인류가 금성에 보낸 탐사선으로는 16번째다. 이를 계기로 지금까지 밝혀진 금성의 전모를 다시 살펴본다.

◆ 서쪽에서 해 떠=금성은 지구와 반대 방향으로 자전한다. 그래서 금성에서는 해가 서쪽에서 뜬다. 이렇게 도는 태양계 행성은 천왕성 등 두 개뿐이다. 천왕성은 자전축이 90도가량, 금성은 거의 180도 기울어져 있다. 나머지는 모두 지구처럼 동쪽으로 돈다. 그러나 금성이 왜 그렇게 도는지는 아직 알아내지 못했다.



금성의 자전은 아주 느리다. 지구 시간으로 금성이 스스로 한바퀴 도는 데 걸리는 시간은 243일이다.



낮과 밤의 길이는 각각 117일씩(1년은 234일)이다. 자전주기와 밤과 낮의 길이를 합한 것이 다른 것은 금성이 태양 주위를 자전 방향과 반대로 돌기 때문에 실제 하루는 한반퀴 완전히 돌기 전에 다음 날 정오를 맞기 때문이다. 지구와는 반대다.



금성의 1년에 해당하는, 금성이 태양 주위를 도는 공전주기는 지구 시간으로 225일이다. 거의 자전주기와 공전주기가 비슷하다. 이 때문에 금성에서 하룻밤 자고 나면 1년이 지나므로 다음날 또 생일을 맞게 된다.



한국천문연구원 김봉규 박사는 "금성의 공전 주기와 자전 주기가 같다면 지구에서 달의 한 쪽만을 볼 수 있듯 태양에서 보면 금성도 그럴 것"이라며 "금성은 지구와 달리 생명이 살기 어려운 혹독한 환경"이라고 말했다.



◆ 빛 반사 많이 해 '가장 밝은 별'=금성이 새벽에 보이면 '샛별', 초저녁에 보이면 '태백성' 또는 '개밥바라기'이라고 한다. 육안으로 봤을 때 태양과 달을 뺀 천체 중 가장 밝게 빛나는 금성은 그동안 특별한 존재로 인식돼 왔다. 그렇게 밝게 빛나는 비밀은 금성의 대기층에 있다. 지구에서 온실가스의 주범으로 지목되고 있는 이산화탄소로 가득 찬 대기는 햇빛의 70~80%를 반사한다.



반사율이 거울보다 낮긴 하지만 4200만㎞(지구와 일직선상에 있다고 가정했을 경우, 지구와 달 간의 거리는 약 38만㎞) 떨어진 지구에서 금성을 봤을 때 상당히 밝게 보일 만하다. 지구의 햇빛 반사율은 34%다.



◆ 지표면은 '용광로'=금성의 지표면 온도는 섭씨 영상 450~500도(납을 녹일 수 있는 온도)에 이른다. 구름은 섭씨 영하 40도지만 지표면은 용광로에 버금가는 셈이다. 달처럼 햇빛이 비치는 곳과 안 비치는 곳의 온도 차이가 심한 것도 아니다. 금성 표면이 대부분 이렇게 고온이라는 게 지금까지의 탐사 결과다.



이런 곳에 생명이 살고 있다고는 상상하기 힘들다. 달은 햇빛이 비치는 곳은 영상 100도, 안 비치는 곳은 영하 220도다. 과학자들은 금성이 지구와 닮아 생명체가 살고 있을 것으로 예상했으나 이런 사실을 확인한 뒤에는 그 가능성을 희박하게 보고 있다.



과학자들은 이렇게 온도가 올라간 원인을 대기 중에 있는 습도와 이산화탄소의 온실효과로 분석하고 있다. 비너스 익스프레스호의 중요한 임무 중 하나는 어떻게 금성이 이런 혹독한 환경이 됐는지를 밝혀내는 것이다. 그렇게 되면 지구 온난화에 대한 실마리를 찾는 것도 가능할 것으로 과학자들은 보고 있다.



금성의 대기압은 지구 해수면의 90배에 이른다. 이는 사람이 자신의 몸무게만한 90명을 어깨에 얹고 있는 것이나 마찬가지다.

 

◆ 자기장은 아직 못 찾아=지구는 자석의 성질인 자기장이 있다. 나침반도 자석의 성질이 지구에 있기 때문에 활용할 수 있는 것이다.


그러나 금성에서는 자기장의 존재를 확인하지 못했다.


금성의 지표면이나 핵 등은 지구와 비슷한 것으로 추정되고 있다. 그런데 왜 자기장이 없는 것일까. 과학자들은 금성의 자전 속도가 지구에 비해 243분의 1로 워낙 느리기 때문으로 보고 있다. 이 때문에 전기장을 만들어도 너무 미약해 아직 그 실체를 감지하지 못한다는 것이다.



김 박사는 "우주에는 자기장을 없애거나 가로막을 수 있는 물질은 아직까지 없기 때문에 금성에 자기장이 존재한다면 언젠가는 탐사선에 의해 밝혀질 것"이라고 말했다.