해왕성의 구조, 해왕성의 위성, 해왕성의 고리

해왕성의 고리

 

1. 해왕성의 구조

해왕성은 태양에서 약 30AU 떨어진, 태양계에서 가장 멀리 떨어져 있는 여덟 번째 행성입니다.

해왕성은 16시간에 한 번 자전하고, 165년에 한 번 태양 주위를 공전합니다.

주로 수소와 헬륨 가스로 구성되어 있으며, 소량의 메탄과 기타 원소도 가지고 있습니다.

대기는 천왕성과 유사하게 상층부 기준 수소가 80%, 헬륨이 19%로 구성되어 있고, 메탄에 의해서 붉은빛이 흡수되어 전체적으로 밝은 파란색 빛을 띱니다.

대기는 수천 킬로미터에 걸쳐 여러 층으로 나뉘어 존재하고, 각 층마다 고유한 온도와 압력이 있습니다.

해왕성은 태양계에서 가장 강한 바람을 가지고 있습니다. 이 바람은 적도 근처에서 최대 시속 1,500마일(2,400km)까지 도달할 수 있습니다. 그러나 극지방 근처의 바람은 속도가 시속 수백 마일에 불과할 정도로 약합니다. 이러한 관측 결과들은 해왕성이 천왕성과는 달리 기상 현상이 발생한다는 증거이기도 합니다.

대기 아래 내부의 층에는 각각 다른 물질로 구성된 핵과, 맨틀이 존재합니다.

해왕성의 맨틀은 고압 및 고온에 있기 때문에 물, 메탄 및 암모니아 얼음의 혼합물로 고체 또는 반고체 상태로 압축되어 존재할 것이라 여겨집니다.

맨틀은 지구보다 약 27배 강한 해왕성의 자기장을 생성하는 역할도 할 것이라 여겨지는데, 자기장 생성에 필요한 전류가 맨틀의 전기 전도성 유체의 움직임에 의해 생성되는 것으로 생각되고 있습니다.

해왕성의 핵은 주로 암석과 얼음, 철과 니켈과 같은 소량의 금속으로 구성되어 있다고 생각됩니다. 그리고 이 핵은 액체 상태의 물, 메탄 및 암모니아 층으로 둘러싸여 있습니다. 핵은 엄청난 압력을 받고 있어 고체 상태로 압축되어 존재할 것으로 보고 있습니다.     

 

2. 해왕성의 위성

해왕성의 위성은 지금까지 14개가 발견되었습니다. 이 위성들은 크기, 모양 및 구성이 매우 다양합니다.

그중에서 트리톤은 14개의 위성들 중 가장 크고 무거워, 해왕성 주위를 공전하는 위성들의 질량 중 99.5% 이상을 차지합니다. 트리톤은 아마도 태양계 외부 지역인 카이퍼 벨트에서 공전을 하다가 해왕성의 중력에 붙잡힌 것으로 여겨지며, 직경은 2706.8km이고, 태양계 위성 중에서 7번째로 큰 위성입니다.

표면은 질소, 메탄, 이산화탄소를 포함한 얼음 혼합물로 덮여 있으며, 특징은 모행성인 해왕성의 자전과 반대 방향으로 공전궤도가 역행이라는 점입니다.

또한 트리톤은 극저온 화산 활동의 증거가 발견되면서 지질학적으로도 활동적으로 여겨집니다.

 주로 질소 가스로 구성된 얇은 대기를 가지고 있으며, 표면 온도는 약 섭씨 -235도입니다.

이 극한의 온도에도 불구하고 트리톤은 지하 질소 얼음이 안에서 가열되고 가압되어 표면을 통해 분출하는 질소 간헐천이 존재합니다. 이는 생명체가 존재할 가능성을 가지고 있다는 뜻이기도 합니다.  

해왕성의 또 다른 위성으로는 태양계에서 가장 길한 위성 중 하나인 네레이드가 있으며, 위성 중 두 번째로 큰 프로테우스가 있습니다. 프로테우스는 지름이 418km 정도 되며, 충돌 크레이터가 많은 표면을 가지고 있습니다.

이 밖의 해왕성의 나머지 위성들은 대부분 불규칙한 모양을 하고 있으며, 큰 위성 또는 물체와의 충돌로 생성된 잔해로 형성된 것으로 여겨지고 있습니다.      

 

3. 해왕성의 고리

해왕성의 고리는 1984년 항성 엄폐로 해왕성이 태양을 가리자 별빛이 깜박거리는 현상이 목격되면서 발견되었고, 1989년 보이저 2호가 보내온 사진으로 증명되었습니다.

고리의 구성은 얼음과 먼지의 작은 입자로 구성되어 있으며, 그 크기는 작은 알갱이에서 몇 미터 너비의 바위에 이르기까지 다양합니다.

해왕성의 고리는 밝고 넓은 토성의 고리에 비해 상대적으로 희미합니다. 고리는 좁고 여러 개의 세그먼트로 구성되며, 각각의 세그먼트는 간격 또는 공간으로 구분됩니다.

해왕성 중심에서 63000km 위에 있는 좁은 애덤스 고리, 53000km 위에 있는 르베리에 고리, 그리고 42000km 위에 있는 넓고 희미한 갈레 고리가 주 고리입니다.

해왕성의 고리 형성은 아직 정확하게 밝혀지지는 않았으나, 몇 가지 가설이 존재합니다.

그중 하나는 고리가 해왕성과 그 위성의 형성에서 남은 잔해로 형성되었다고 하는 것입니다.

또 다른 가설은 고리가 해왕성과의 중력 상호 작용으로 인하여 하나 이상의 위성이 붕괴되어 형성되었다고 말합니다.

2005년에는 관측 결과 해왕성의 고리들이 이전까지 생각했던 것보다 더 불안정하다고 밝혀졌습니다.

예전 촬영한 사진들과 비교해 보면 시간이 지남에 따라 고리에 상당량의 손실이 있다는 것을 발견하게 되었고, 고리 중에서 애덤스 고리의 리베흐테 아크는 한 세기 안에 사라질 것으로 여겨집니다.

 

 

해왕성의  대기