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태양계 행성 6개 황도면 따라 '한줄로' 정렬…21일부터 관측 가능

태양계 행성 6개가 한꺼번에 줄지어 떠 있는 '별들의 향연'이 오는 21일 전후로 펼쳐진다. 국립과천과학관은 황도위에 6개의 태양계 행성이 정렬하는 현상을 21~25일 가장 선명하게 관측할 수 있다며, 일반인을 대상으로 이를 관측할 프로그램을 진행한다고 17일 밝혔다. 이 프로그램은 오는 25일 오후 6시 30부부터 오후9시까지 150분 간 진행한다. 공개관측 체험과 대중강연, 특별 돔 상영회, 만들기 체험으로 진행한다. 이 행사 참여를 위해서는 오는 18일부터 진행하는 사전 예약이 필수다. 행성 정렬은 태양보다 앞서 지는 수성과 지구를 제외한 태양계 행성 가운데 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 동시에 밤하늘에 떠 있는 현상이다. 태양이 뜨고 지는 길인 황도면을 따라 정렬한다. 전 세계적으로 관측할 수 있는 날은 오는 21일부터 수 일간 지속되지만, 과학관 측은 우리나라의 경우 25일까지 가장 선명하게 볼 수 있을 것으로 예상했다. 이 같은 태양계 6개 행성이 황도면을 따라 정렬한 것은 지난 해 6월 관측됐다. 또 오는 2월 28일에는 수성까지 합류한 7개 행성이 저녁 하늘에 정렬될 것으로 예상됐다. 과천과학관 안인선 연구사는 "지구 공전궤도면인 황도면에서 약 7도 이내에서 공전하기 때문에 일어나는 현상"이라며 "46억년 전 태양계 형성 당시 원시 행성계 원반에서 행성들이 만들어졌기 때문에 발생한다"고 설명했다. 안 연구사는 "2월 28일은 7개 행성이 잠시 나타났다 5개만 보인다"며 "다음 번 유력한 행성정렬은 5개 행성이 보이는 2040년 9월 8일이 될 것"이라고 부연 설명했다. 안 연구사는 또 "이날 하늘이 맑다면 특별관측회 참가자들은 맨눈으로 보이는 금성과 목성, 화성과 토성 외에도 천왕성과 해왕성도 망원경을 통해 관측할 수 있다"고 덧붙였다.

2025.01.17 12:00박희범

지난 10년 간 태양계 행성들 이렇게 변했다 [우주로 간다]

지난 10년 간 미국 항공우주국(NASA)은 허블 우주망원경 외행성대기탐사프로그램(OPAL))을 가동하며 태양계 행성들을 관찰해왔다. 우주과학매체 스페이스닷컴은 NASA OPAL 팀이 미국 워싱턴 DC에서 열리는 미국 지구물리학회(American Geophysical Union, AGU) 12월 회의에서 지난 10년 간의 연구 성과를 발표할 예정이라며 간략한 내용을 보도했다. 목성 목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로, 목성의 대기 가스는 구름 꼭대기 아래 수만 마일 떨어진 중심부까지 휘몰아 친다. 목성은 표면에 있는 붉은 소용돌이인 대적점으로도 유명한데, 대적점은 지구의 거의 3배 크기에 가까운 태양계에서 가장 큰 폭풍이다. 목성의 태양 공전 주기는 12년으로, OPAL은 지난 10년 간 거의 목성 1년에 해당하는 계절을 관측할 수 있었다. 그 기간 동안 대적점의 크기와 모양, 목성을 감싸고 있는 띠의 대기에서 주목할 만한 변화가 관측됐다. NASA에 따르면, 목성의 기울기는 3도에 불과해 공전하는 동안 대기 변동성은 약 5%에 불과해 계절 변화가 미미한 편이다. 반면에 지구의 기울기는 약 23.5도로 목성과 비교하면 계절 변화가 심한 편이다. 토성 토성은 태양을 공전하는 데 목성의 2배 이상 걸려 공전 주기는 29년이다. 또 목성에 비해 훨씬 더 가파른 26.7도로 기울어져 있어 계절적 변화가 더 큰 편이다. OPAL은 10년간의 관찰을 통해 계절에 따른 토성 대기의 색상 변화와 구름 깊이를 추적했다. 허블은 또한 토성에서 찾기 힘든 어두운 '고리 스포크'(ring spoke)를 관찰할 수 있었다. 1980년대 NASA 보이저 탐사선이 발견한 이 어두운 고리는 토성을 두 세 바퀴 도는 동안만 지속된다. 허블 덕분에 천문학자들은 이제 이 고리가 계절에 따라 움직이는 현상이라는 것을 알게 되었다. 천왕성 천왕성의 태양 공전 궤도 주기는 무려 84년이며 기울기는 거의 옆으로 누워있다. 지난 10년간 허블은 천왕성의 북반구가 태양을 향해 천천히 기울어지는 모습을 관측했다. 태양 주위를 천천히 공전하는 동안 천왕성의 북극을 덮고 있는 커다란 구름인 '극관'(polar cap) 2028년 여름 지점에 가까워지면서 밝기가 밝아진 것을 관측할 수 있었다. 해왕성 2018년 해왕성 대기에서 지구 대서양 크기의 거대한 검은 반점 형태의 폭풍이 발견됐다. 허블은 이 폭풍이 해왕성 적도 방향으로 사라질 때까지 추적했다. 2021년에는 또 다른 검은 반점 형태의 구름도 발견했다. OPAL 데이터를 사용하여 과학자들은 해왕성 구름의 행동이 11년 태양 주기와 연결되어 있다는 것을 알아낼 수 있었다고 연구진은 설명했다.

2024.12.14 07:59이정현

레고 블록으로 만든 '태양계의'

레고 블록으로 태양을 중심으로 지구의 움직임을 재현한 '태양계의' 영상이 인터넷에서 눈길을 끌고 있다. 태양계의란 지동설을 바탕으로 한 태양계 모형이다. 중심에 태양이 놓여져 있고, 톱니바퀴 회전에 의해 팔 부분에 부착된 행성의 모형이 회전함으로써 행성 상호위치가 재현된다. 일본 미디어 기가진에 따르면, 레고고 만든 태양계의는 기계학습 엔지니어인 마리안 씨가 만들어 약 2년 전 유튜브 등을 통해 공개된 작품이다. 마리안씨에 의하면 이번 작품은 레고의 조립 모델이나 키트를 만드는 제이슨 알레만씨가 지난 2016년 선보인 지구·달·태양의 궤도 모형을 참고해 만들었다. 알레만 모델로부터 자극을 받은 마리안은 독자적으로 설계한 레고 태양계를 제작하게 됐다. 마리안은 먼저 지구의 자전축에 주목했다. 지구의 자전축은 궤도면에 비해 23.5도 기울어져 있다. 지구의 회전축이 똑바로 향하고 있지 않다는 것을 뜻한다. 이에 회전시키는 기구도 비스듬히 배치할 필요가 있다. 나아가 축은 항상 같은 방향을 가리키고 있기 때문에 지구 자체가 회전할 뿐만 아니라 지구를 지탱하는 부분도 축의 방향을 유지하기 위해 계속 회전해야 한다. 그래서 마리안은 지구에 맞는 경사 홀더를 구축하기 위해 각도가 있는 커넥터를 사용했다. 또 달의 궤도면도 지구의 궤도면과 병행하지 않고 약간 기울어져 있다. 실제 경사각은 5.15도로 기울어져 있다. 마리안은 달의 궤도 경사는 일식의 발생 시기를 설명하는 데 있어 중요한 역할을 하기 때문에 달의 궤도 경사를 모델화하는 것이 유용할 것으로 생각했다. 기울어진 지구 주위에 5.15도 경사각으로 위치한 달의 움직임을 재현하려면 지구 주위를 오르내리면서 달이 움직이도록 해야 한다. 이 기구의 힌트는 레고로 텔루리온을 재현한 영상을 통해 얻었다고 마리안은 설명했다. 결과적으로 마리안이 만든 모델에서는 일정 속도로 회전하는 4개의 기구가 포함돼 있다. 하나는 지구, 두 번째는 지구의 기울기를 고정하기 위해 도는 지구의 기반, 세 번째가 달, 마지막은 달의 경사 링이다. 이 4개의 기구를 중심으로 설치된 메인 팔은 지구가 태양을 한바퀴 도는 약 365.25일이라는 주기를 재현하기 위해 기어의 시퀀스를 조정하는 역할을 한다. 이 때 기어를 어떻게 조합하면 원하는 전달 비율을 실현할 수 있는지 계산하기 위해 마리안은 레고의 기어 시퀀스 계산툴을 사용했다. 최종적으로 마리안은 레고 태양계의를 만들기 위해 70개의 기어를 배치했다. 기어는 추가될 때마다 조금씩 마찰이 늘어나기 때문에 '어떻게 하면 태양계 의식을 부드럽게 움직일 수 있는가'가 큰 과제였다고 한다. 결과적으로 세밀하게 계산해 기어를 미세 조정함으로써 실제 값과 비교해 지구의 공전주기는 0.18%, 달의 자전주기와 공전주기는 0.1% 미만 오차로 낮췄다. 마리안이 만든 태양계의는 모터가 아니라 레버를 움직이도록 설계됐다. 마리안이 태양계의를 공개한 시점으로부터 2년 뒤인 2024년 레고는 독자적인 오렐리(태양계의) 디자인을 내놨다. 마리안은 "정식 레고 오렐리가 나올 것이라는 예상에 무척 흥분했지만, 막상 실행해보니 실망스러웠다"면서 "이 오렐리는 지구의 축 기울기, 달의 궤도를 가지고 있지만 기울기는 가지고 있지 않다. 가격은 비싸고, 레고가 부품 수를 줄이는데 너무 공격적이었던 것 같다"고 평했다. 앞으로 그는 더 적은 부품으로 레고 태양계 움직임을 재현하는 설계 외에 태양계 행성의 모든 공전을 재현하거나, 레고 부품에 얽매이지 않고 아크릴 시트로 설계한 태양계 움직임을 만든다는 계획이다.

2024.06.16 13:00백봉삼