태양과 가장 가까운 행성 - 수성 (Mercury)

수성은 태양의 주위에서 멀리 떠나는 일이 없기 때문에 지구에서는 관측하는데 어려움이 많은 행성이다. 

태양에서 가장 멀리 떨어져 있을 때도 태양과의 거리가 28도 정도밖에 안되기 때문에 수성을 관찰하기가 매우 어렵다. 

불그스레 물든 저녁놀 속에서 희미하게 빛나는 수성을 찾아낸다는 것이 쉬운 일이 아니다. 

더구나 지평선 부근에는 우리의 시야를 가로막는 안개나 구름이 많기 때문에 수성을 찾아내기는 더욱 어렵다. 

그러나 성도를 보고 미리 수성의 위치를 어림잡아 놓고 해가 서산으로 넘어간 직후부터 참을성 있게 기다리면 마침내 수성을 발견할 수 있다. 

태양과 가장 가까운 행성 - 수성 (Mercury)

해가 지고 30분후 서쪽에 나타나는 조그만 별이 수성이다

★ 수성의 스팩

궤도 : 57,910,000 km (0.38 AU) from Sun
지름 : 4,880 km
질량 : 3.30e23 kg
공전 주기 : 87.969 일
자전 주기 : 58.646 일
평균 밀도 : 5.42 g/cm3
표면 중력 : 지구의 0.38배
탈출 속도 : 4.3 km/sec
평균 표면 온도 : 낮 350도C, 밤 -170도C (밤낮의 일교차가 무려 520도C ㄷㄷㄷ....)

1974년 3월 미국 무인 탐사선 매리너 10호가 수성에 705 km 까지 접근하여 표면 사진을 전송했다. 태양을 공전하면서 세 번에 걸쳐 수성에 접근하여 수성의 한쪽 면을 모두 찍어 전송한 매리너 10호의 관측에 의해 수성의 표면이 달의 표면과 마찬가지로 크레이터로 뒤덮여 있음을 알게 되었다. 수성은 인력이 아주 작고 온도가 높은 행성이므로 대기를 잡아둘 수 없기 때문에 대기층이 거의 없는 것으로 알려졌다. 따라서 수성 표면은 달의 표면과 마찬가지로 많은 운석의 충돌로 수많은 크레이터가 생겼다. 크레이터의 크기는 직경이 100 m 정도의 작은 것에서부터 수 백 km 에 이르는 것까지 매우 다양하다. 많은 크레이터들은 주위에 흰 가루를 뿌려 놓은 것 같은 방사선 형태의 무늬를 가지고 있는데 이런 무늬는 운석이 충돌할 때 부서진 먼지가 주위에 흩어져 생긴 것이라고 믿어지고 있다. 또한 수성의 표면에는 주름진 오렌지 껍질과 같은 지형이 발견 되었는 데 이러한 지형은 수성에서 발견된 가장 큰 크레이터의 반대편에서 발견되었다. 따라서 이러한 지형은 엄청나게 큰 운석이 수성에 충돌하면서 그 진동이 수성의 반대편에까지 전달되어 생성된 것으로 설명하고 있다.

★ 수성의 표면 상태

수성에 대기가 없는 것은 아니다 아주 희박해서 지구의 1/1000에 불과하다. 그래도 우리의 달에 비하면 대기가 많은 셈이다. 물도 없는데다가 긴 낮에는 온도가 섭씨 340도나 되고, 긴 밤에는 영하 120도나 된다니까 생명이 존재하기 매우 곤란하다 할 것이다. 수성의 표면은 1973년부터 74년까지 Mariner 10 인공위성의 접근에 의해 탐색되었는데, 그 표면은 달(Moon)의 표면처럼 평탄치 않고 무수한 '크레이터(웅덩이)'로 덮여 있으며, 이것들은 오랜 시간 동안 많은 운석의 충돌에 의해 생긴 것이 확실하다.

그러나 달의 표면과 다른 점도 있다. 수성의 표면에는 수백 km에 달하는 절벽이 있는데, 이것을 스카프(scarp)라고 하며, 생성 초기에 뜨거운 행성 상태에서 갑자기 식으면서 수축하는 과정에서 생겨난 지표의 주름이다. 그리고 마리너 10호가 보내온 사진들을 분석하던 과학자들은 수성의 적도 바로 남쪽의 특정지역에서 울퉁불퉁한 언덕들이 촘촘이 모여 있는 것을 발견하였다. 그런데 이 지역과는 정 반대쪽에는 지름 1300 km에 달하는 거대한 분지가 있다. 이 곳을 칼로리스(Caloris) 분지라고 부르는데, 거대한 유성체가 충돌하여 형성된 것으로 보인다. 이 때의 충격으로 수성에는 대지진이 일어났고, 그 지진파들이 전달되어 행성의 정반대편에서 초점을 이루는 부분에 언덕들이 생겨났다고 지질학자들은 추정한다.

★ 수성의 내부 

수성은 지구처럼 밀도가 큰 철핵 주위를 밀도가 낮은 암석물질 맨틀이 둘러싸고 있다. 그러나 지구의 핵이 지구 반지름의 반 정도인데 비해 수성의 핵은 반지름의 3/4이 넘는다. 수성은 이와같이 철이 풍부한 핵을 갖고 있지만 수성의 자전 속도는 지구에 비해 매우 느리기 때문에 액체상태의 철핵이 회전하여 자기장이 생긴다 하여도 그 세기가 극히 미약하다. 그러므로 수성은 지구 자기장의 1/100의 세기의 약한 자기장을 갖는다. 그리고 수성의 대기는 아주 희박해서 지구의 1/1000에 불과하며, 긴 밤에는 영하 120도나 되므로 생명이 존재하기 매우 힘들 것이다.

★ 수성의 자전과 공전

1965년 푸에르토리코의 아레시보 전파 망원경에서 수성에 강한 전파를 쏘아 그 반사파를 포착함으로서 수성의 정확한 자전주기를 알아내었다. 이렇게 해서 얻은 수성의 자전 주기는 59일이었다. 1970년 중반, 매리너 10호가 수성을 지나가면서 측정한 수성의 자전 주기는 58.66일로 밝혀졌다. 즉, 29일은 낮이고 29일 동안은 밤이다. 그런데 이 값은 정확히 수성의 공전주기(87.969일) 의 2/3가 되는 값이며, 수성은 태양 주위를 두바퀴 도는 동안에 스스로는 세바퀴 자전을 하게 된다.

★ 수성의 원일점

수성이 우리의 큰 관심을 끌게 된 것은 수성 궤도의 원일점의 위치가 100년에 574초나 변한다는 사실을 관측하고 부터이다. 처음에는 이렇게 원일점이 달라지는 원인을 다른 행성과의 인력에 의한 것이라고 설명하려고 했지만 이것만으로는 완전히 설명될 수 없었다. 발견된 다른 행성의 인력의 영향을 계산하면 530초의 변화는 이해할 수 있었으나 나머지 43초에 대하여는 설명할 수가 없었기 때문이다.

한 때는 이것을 설명하기 위해 수성 궤도 안에 다른 행성이 있는 것이 아닌가 하고 그것을 찾아내려고 노력하기도 했었다. 성급한 사람들은 아직 발견되지 않은 이 행성의 이름을 불칸이라고 지어놓고 찾아내려고 노력하였다. 하지만 미지의 행성은 발견되지 않았고 원일점이 달라지는 원인은 다른 곳에서 찾아낼 수 있었다. 43초의 해답은 아인슈타인의 일반 상대성이론에서 찾을 수 있었다. 질량이 큰 태양 주위에는 공간이 휘어져 있고 이런 휘어진 공간이 이러한 차이를 만들어 낸다는 것을 알게 된 것이다.