천왕성 특징과 천왕성의 위성들

천왕성은 천문학자이자 음악가였던 허셜에 의해 처음 발견되었습니다.육안이 아닌 망원경으로 발견된 최초의 행성이자 독일의 천문학자 보데가 주장한 보데의 법칙을 증명해준 점에서 한층 유명해진 행성입니다.1781년3월 쌍둥이 자리 근처에서 이상한 푸른빛의 첸체를 반견하였으나 이를 태양에서 멀리 떨어져 있어 꼬리가 아직 발달되지 않은 혜성일 것이라 생각했습니다. 이후 꾸준한 관측결과 1781년 천왕성이 태양을 중심으로 공정하는 행성임을 알게 됩니다.천왕성은 반지름25559km의 구형으로 토성의 지름의 1/2보다 작고 목성의 지름의 1/3정도 크기이며 지구보다는 4배 큽니다.망원경으로 보아도 작고 흐려 크기를  결정할수 없었던 천왕성의 지름을 측정할 수 있었던 것은 어떤 행성의 다른 별의 표면을 통과하는"엄폐현상"이 천왕성에게 나타났기 때문에 천왕성이 움직이는 속도와 별을 가리는 시간을 측정하여 계산한 결과 천왕성의 지름을 구할수 있었습니다.
천왕성의 질량은 목성보다는 작으나 지구의 약 15배 입니다.천왕성의 대기 성분도 토성,목성과 비슷합니다.
수소83% 헬륨15% 메탄2% 등등이 존재 합니다.내부는 토성과 목성과는 다릅니다. 토성과 목성은 내보가 액체금속수소를 이룰정고로 압력이 크지만 천왕성은 그에비해 압력이 약합니다.그래서 천왕성의 내부는 메탄과 암모니아의 얼음형태가 압력을 받을 상태일것 이라고 추측합니다.

 

천왕성의 온도는 적외선 관측으로 대략-215도 입니다.이는 태양으로 받은 에너지보다 높게 방출되는 것으로 목성이나 토성과 같이 내부에 열원이 있을 것이라 추정 됩니다.그리고 추가로 방출되는 에너지는 목성과 토성에 비하여 매우 적은 편이며,천왕성의 내부 에너지도 행성이 형성될 때 붕괴되는 가스들에 의한 중력 에너지가 그 해답일 것입니다.
천왕성의 자전은 매우 특이합니다.다른 행성과는 전혀 다르게,자전축이 거의 황도면에 누워 있는 형태로 자전을 합니다.
즉 천왕성의 적도면은 공전궤도면에 약98도 기울어진 역회전을 하고,주기는 약 17시간 정도 입니다.이 자전주기를 구하는 방법에는 많은 어려움이 있었습니다.자전축이 너무 기울어져 있는 탓에 도플러 효과의 한계를 느꼇고,지상관측에서의 자전주기는 큰 차이가 있었습니다.적외선 관측으로 실제 자전주기에 거의 근접한 값을 얻게 되었으나 최종적으로 보이저의 자기장 측정에서 천왕성의 자전주기를 결정 할수 있었습니다.

 

천왕성에는 여러 개의 위성이 있지만 그중 다섯 개의 위성이 사람들에게 많이 알려져 있습니다.천왕성의 다섯 개의 위성중 타이타니아 오베론은 1787년 허셜에 의해 발견되었습니다.아리엘과 움브리엘은 한 세기가 지난 후 윌리엄 러셀에의해 발견되었고 가장 작고 희미한 미란다는 제러드 카이퍼에 의해 발견 되었습니다.미란다는 이다섯 위성들 중에 천왕성에 가장 가깝이 있고, 지름이480km인 가장 작은 위성 입니다.보이저 2호의 관측결과 굉장히 큰 충돌이 있었건 것처럼 형태가 일그러져 있었고 천문학자들은 이에 대해 과거 커다란 충돌로 인해 파괴도었다가 충력으로 그 파편들이 다시 뭉처진 것으로 추측 하고있습니다.
움브리엘은 천왕성과 약26만6000km거리에서 약 4일 주기로 공전을 하고,지름은 약 1170km입니다,이 위성은 천왕성의 다섯 위성들중 가장 오래되고 어두우며 표면에는 거대한 크레이터들을 가지고 있습니다.아리엘은 천왕성과 약19만km 거리에서 약2.5일 주기로  공전하고 있습니다.크기는 지름이 1.160km이며, 천왕성의 모든 위성들중에 가장 밝기가 밝습니다. 티타니아는 천왕성과 약43만6000km 거리에서 약 8.7일 주기로 공전을 하고.지름이150km로 다섯 위성들중 크기가 가장 큽니다. 오베론은 천왕성과 가장 멀리 떨어져있으며,약58만3000km거리에서 약13.5일을 주기로 건전을 하고 지름이 약1520km입니다


천왕성의 고리는 우연히 발견 되었습니다.천왕성의 물리적 특성을 알아보기 위해 식(천왕성이 배경의 별을 가리는 현상)을 관측하던 중 발견한 것이 었습니다.별빛이 천왕성에 가려지기 전에 수차례 밝기의 변화가 생겼고 다시 나타날 때에도 같은 현상이 관측 되었습니다.이 관측으로 천문학자들은 별빛을 가리는 것은 천왕성의 고리라는것을 알게되었으며,지구에서의 관측으로 9개의  고리들이 발견 되었습니다.나머지 고리들은 보이저2호와 허블 망원경으로 밝혀 졌습니다. 천왕성의 고리가 지구에서 쉽게 발견되지 못한 것은 토성고리 밝기의 약1/300만 정도로 아주 어둡기 때문입니다.토성의 고리가 빛의 대부분을 반사시키는데 천왕성의 고리는 약1%밖에 반사 시키지 못하는 먼지와 소량의 검은 얼음알갱이로 이루어져 있습니다.

 

1977년 발사된 보이저 2호는 약10년뒤,1986년 천왕성의 약81500km 거리까지 다가 갔습니다.보이저 2호는 천왕성에 접근해 많은 사진들을 보내 왔습니다.이사진들의 해상도는 지상에서 관측한 것보다 300배 이상 뛰어났습니다.수많은 위성과 고리들의 모습이 담겨 있었습니다. 이는 우리 인간이 천왕성의 발견 시접으로부터 약200년 동안 알아낸 정보보다 더많은 정보 였으며,이러한 정보로  우리는 천왕성의 숨겨진 위성들과 고리들을 발견하게 되었습니다.대기 온도가 태양을 향하는 극지방보다 적도지방의 온도가 더 높다는 이상 현상과 천왕성의 자전축과 자기축이 다른 행성들과는 크게 차이가 난다는 새로운 사실들도 알수 있었습니다.