화성? 경기도 화성이 아니고 우주의 화성이야기

화성

화성[Mars, 火星]
지구궤도의 바로 바깥쪽을 돌고 있는 태양계(太陽系) 행성이다. 태양계에서 4번째 궤도를 돌고 있다.
화성은 빛깔이 매우 붉어, 예부터 전쟁이나 재앙(災殃)과 결부시켜 생각한 민족이 많았다.

궤도와 크기

궤도의 평균반지름은 1.524천문단위(2억 2,794만km), 이심률 0.09338로 행성 중 큰 편에 속한다.
(참고 이심률: 타원의 찌그러진 방식을 나타내는데 장반경 a, 단축반경 b를 이용하여

로 한 것)

이 때문에 태양에서의 거리는 최대와 최소의 차이가 4300만km나 된다.
이심률이 크기 때문에 지구에 가까워질 때의 거리도 5,000만~1억 km까지 변한다.
가장 가까울 때를 대접근(大接近)이라 하고, 15년 또는 17년의 간격으로 일어난다.
최근에는 1986년 7윌에 대접근이 있었다.


궤도의 황도면(지구의 궤도면)에 대한 기울기는 작아 약 2°정도이고, 공전주기는 1.8809년, 궤도의 평균속도는 매초 24.01km, 지구와의 회합주기는 780일이다.
지구에서 본 시반지름은 최대 약 12”, 적도반지름은 3,390km로 지구에 비해 약 반 정도이다.
편율(扁率)은 0.0052로 지구보다 약간 크고, 부피는 지구의 0.150배, 질량은 지구의 0.107배, 비중은 물의 3.94배이다.
이것으로부터 화성이 지구의 땅껍질과 비슷한 물질로 이루어진 것을 추정할 수 있다.
적도에서의 중력은 지구의 0.38배이다.

화성의 위성

1877년 미국에서 발견한 화성의 위성,  포보스 (Phobos)와  데이모스 (Deimos) 

화성에는 2개의 위성이 있다.
안쪽의 포보스(Phobos)는 공전주기가 7시간 39분 14초로, 화성표면에서 6,000km 높이를 돌고 있다. 이 공존주기가 화성의 자전주기보다 짧기 때문에 화성에서 보면 달이 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다.
하늘에 보이는 시간은 적도지방에서도 불과 4시간 15분으로, 그 동안에 초승달에서 보름달을 거치는 변화를 보인다.
바깥쪽 위성 데이모스(Deimos)는 화성의 상공 2만 100km를 30시간 17분 55초의 주기로 돌고 있다.
이것은 화성의 자전주기보다 길어서 동쪽에서 떠서 서쪽으로 질 때까지 2일 18시간이나 걸린다. 이 동안에 데이모스는 초승달→보름달→초승달→보름달→초승달로 변한다.
포보스는 타원과 비슷한 형태로 길이 22km, 너비 18km이고, 데이모스는 지름이 약 11km로 태양계에서 가장 작은 위성들이다.


화성의 표면

화성은 표면온도가 지구에 비해 매우 낮고 반사능(反射能)도 0.15로 지구의 반 이하이다.
또 대항성(對恒星) 자전주기는 1.0260일, 적도의 기울기는 23.99°로 자전주기와 적도경사가 지구와 매우 비슷하다.
그러나 궤도의 이심률이 크기 때문에 남반구 쪽이 더워지기 쉽다.

-표면온도

표면의 중앙에서 7℃, 남극관(南極冠)은 -68℃, 전표면의 평균값은 -23℃, 또 적도에서 하루의 온도변화가 최고 30℃, 최저 -60℃로 측정되었다.

 

-기압

미국의 화성탐사선 매리너 4, 6, 7호의 측정에 의해 5hPa 정도(지구의 약 200분의 1)로 확인되었다.

 

-대기의 주성분

이산화탄소로, 수증기의 함량을 물로 고치면 화성표면을 10~20μ의 두께로 덮을 정도로 적다.

 

-산소의 함유량도 극히 적다.


1965년 7월에 매리너 4호가 처음으로 화성에 접근하여 관측을 하고, 그 후 몇 개의 화성탐사선에 의해 표면의 지형무늬가 상세히 알려졌다.
화성표면에는 달표면과 비슷한 화구(火口)가 있으나, 가장자리가 둘레의 지면의 높이와 차이가 없어, 원형의 웅덩이처럼 보인다.
지름 10km 이상인 화구는 평균 1만 km2당 1개의 꼴로 달보다 드물다.


화성표면은 화구가 많은 지역, 고르지 못한 지역, 평탄한 지역의 3종으로 대별되고, 서로 불규칙하게 분포한다.
또 화성표면에는 밝은 지역과 어두운 지역이 있는데, 평탄한 지역은 반드시 밝은 지역에 속하고, 밝은 지역은 낮은 지역인 경우가 많다.


19세기 이래 화성표면에 운하(運河)로 보이는 가는 선들이 있다고 전해져 왔는데, 실상은 이 밝고 어두운 무늬를 보고 일으킨 눈의 착각이었다.
17세기에 C. 호이헨스에 의해 발견된 시르티스 메이저(Syrtis Major) 등 주된 무늬의 존재는 확인되었으나, 상상한 만큼 명확한 윤곽이 있는 것은 아니다.


극관

화성의 남북극 지역에는 겨울에 늘어나고 여름에 없어지는 흰 극관이 보인다.
매리너 6호의 사진 촬영에 의해 이것은 지형의 탓으로 그늘진 곳에 많이 쌓인 눈으로 판명되었다.
이 눈은 물로 이루어진 곳과 이산화탄소로 이루어진 것 두 가지로 추정되고 있다.


화성의 구름
지구로부터의 관측으로 화성의 대기에는 노란 구름, 흰 구름, 푸른 구름의 3종이 발생된다고 알려졌다.
노란 구름은 먼지가 말려올라간 것으로 추정되어, 화성대기의 이동을 연구하는 데 길잡이가 된다. 특정한 지역에 발생하는 것으로 알려졌던 흰 구름은 높이 8~20km에 나타나고 얼음의 작은 결정으로 된 지구의 권운(卷雲)과 같은 종류의 것으로 생각되는데, 일설에는 화성 표면의 무늬라고도 한다.
푸른 구름은 15~30km 상공에 나타나는데, 지구에는 없는 이 구름은 이산화탄소의 작은 결정이라는 설도 있다.
매리너 탐사선의 관측으로, 북극의 넓은 지역을 덮는 북극안개와, 화성 전체를 엷게 덮는 안개의 존재가 확인되었으나 푸른 구름은 확인되지 않았다.


천체생물의 존재여부

19세기에 G. 스키아파렐리가 화성의 어두운 줄무늬를 운하라고 이름을 붙인 이후, 외계 생물의 존재 가능성이 흔히 상상되어 왔다. 특히 H. G. 웰즈의 소설《우주전쟁》에 화성인의 내습 이야기가 나오고, 화성인의 형태를 마치 해파리처럼 말한 것이 화성인의 원형으로 받아들여졌다.
그러나 화성 표면의 대기가 희박한 사실, 특히 물과 산소의 부족, 밤낮의 온도차 등이 알려지면서 생물체가 서식할 가능성은 희박해졌고, 화성에 착륙한 바이킹의 실험 결과도 생물체의 검출에는 실패하였다.