수성에 대해서
수성은 태양에서 평균 5,800만km 거리에 있으며 태양계의 행성 중 제일 가까운 궤도를 돌고 있는 행성이다. 지름이 약 4,880km로 태양계에서 가장 작은 지름을 가진 행성 중 하나이며 둘레 43,924km, 공전 주기 88일, 자전 주기 58일이다.
표면은 달처럼 충돌구가 많고 행성이 식으면서 수축할 때 생긴 큰 절벽이 있다. 나트륨이나 칼륨 등으로 구성된 대기가 존재하지만, 기압은 지구의 1조 분의 1 정도로 엄청 희박하며 약한 자기장도 있는 것으로 확증됐다. 행성 중 태양에 제일 근접하기 때문에 강력한 중력의 영향으로 매년 조금씩 궤도가 변한다.
수성의 환경
수성은 극도로 열악한 환경을 가진 행성으로 알려져 있는데 그 특징은 아래와 같다.
- 극한 온도 변화 : 수성은 태양에 매우 가까이 있기 때문에 낮은 온도와 높은 온도의 극단적인 온도 변화가 있다. 수성의 낮 온도는 섭씨 약 430도에서 450도로 매우 높고, 밤에는 약 -180도까지 떨어진다.
- 거의 없는 대기 : 수성은 대기는 매우 얇거나 거의 없다. 행성 표면의 열이나 냉기가 방출될 때 대기가 열 전도나 대류를 통해 온도를 조절하는 데 도움이 되지 않기 때문이다.
- 태양 풍 : 수성은 태양에서 가장 가까운 행성이기 때문에 강력한 태양 풍에 직접 노출된다. 이 태양 풍은 행성 주변의 환경을 형성하는 데 큰 역할을 한다.
- 중력과 자전 : 수성은 상대적으로 작은 행성이지만 높은 밀도와 큰 핵을 가지고 있다. 그렇게 때문에 수성의 중력은 비교적 약하고 자전이 느리게 이루어지기 때문에 특이한 자전-공전 잠금 현상을 보인다.
- 방사능 : 수성의 표면은 방사성 물질로 오염되어 있을 가능성이 있다. 이는 과거에 수성이 녹은 나사의 핵으로부터 방사성 물질을 수집했을 수 있다는 가설에 근거합니다.
이러한 환경 조건은 수성을 탐험하기 위한 장비와 우주선을 설계하는 데 매우 도전적인 요소로 작용한다. 하지만 수성의 고유한 특징과 지질학적 특성은 우주 탐사에 대한 많은 호기심을 자아낼 만큼 흥미로운 대상이다.
수성의 구조
수성의 구조는 크게 표면, 지각, 맨틀, 핵으로 나눌 수 있다
- 표면 : 수성의 표면은 매우 울퉁불퉁하고 구조적으로 다양하다다. 수성의 표면에는 크레이터나 협곡, 산맥 등 다양한 지형 특징이 있고 수백만 년 동안 태양 풍과 우주 먼지 등에 노출되어 매우 흉흉한 상태이다.
- 지각 : 지각은 표면 아래에 위치한 얇은 암석으로 이루어진 지층으로 수성의 지각을 구성하는데 중요한 역할을 한다.
- 맨틀 : 맨틀은 지각과 핵 사이에 위치한 부분으로, 암석과 용융된 암석으로 이루어져 있다. 맨틀은 지구의 맨틀과 비슷한 물질로 구성되어 있을 것으로 추정된다.
- 핵 : 수성의 핵은 그 크기와 질량 면에서 상당히 크다. 약 1,200km의 반지름을 가지며, 이는 수성 지름의 약 70%에 해당한다. 이 핵은 주로 철과 니켈로 이루어져 있고, 수성 전체 질량의 상당 부분을 차지하며 이것이 수성의 높은 밀도와 자기장 형성에 영향을 끼친다
위와 같은 구조적 특징은 지구와의 차이점을 설명하는 데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 수성은 지구보다 핵이 상대적으로 더 크고 지각이 더 얇은데, 이런 구조적 특징은 수성의 지질학적 현상과 행성 내부 역학에 영향을 미칩니다.
수성의 표면 지질학
수성의 표면에는 수십억 년 동안 활동하지 않는 큰 충돌구와 달에 있는 바다와 유사한 평원이 있다. 현재까지 알려진 수성 지질에 대한 정보는 매리너 10호와 지상에서 관측한 것인데 최근 메신저의 탐사로 정보량이 더욱 증가했다. 그중에 하나로, 그릇 형태의 충돌구가 발견됐는데, 과학자들은 이를 거미라고 부른다.
46억 년 전부터 38억 년 전까지, 수성 표면에 혜성과 소행성이 충돌하는 후기 대폭격기가 있었다. 이 기간에 수성은 전체적으로 폭격을 받아 충돌구가 급격히 많아졌다. 이는 지구와는 다르게 수성은 대기가 매우 적기 때문에, 충돌체의 속도가 감소하지 못하기 때문이다. 또한 이 시기에 많은 화산 활동도 있었다.
수성의 충돌구는 작은 그릇 형태 구멍부터 수 천 km 에 달하는 충돌 분지, 생성되지 얼마 안 된 충돌구, 이미 크게 풍화된 충돌구 등 매우 다양하다. 수성과 달의 충돌구는 약간 다른데, 달 충돌구는 수성보다 분출물이 적다. 이런 점에서 수성 표면 중력은 달보다 강하다는 것을 예상할 수 있다.
수성의 자기장과 자기권
수성은 타 행성대비 작은 크기와 59일 정도의 느린 자전 속도임에도 불구하고, 많은 영향을 끼치는 자기장을 가지고 있다. 매리너 10호의 수성 자기장 크기 측정 결과 지구의 1.1 % 정도로 밝혀졌는데, 수성 적도에서 자기장의 세기는 300T이다. 수성은 지구처럼 쌍극자 자기권을 가지고 있지만 차이점으로, 수성의 양극은 수성의 회전축과 나란하다. 매리너 10호와 메신저가 측정한 결과 자기장의 형태와 세기가 일정하다는 것이 밝혀졌다.
다이나모 효과에 의해 생기는 자기장은 어느 정도 지구 자기장의 원인과 비슷하다. 수성의 핵은 이 다이나모 효과로 회전하게 되는데 특히, 큰 이심률에 의한 강한 기조력은 다이나모 효과를 일으키는데 필요한 핵을 액체 상태로 유지시킨다.
행성과 행성 사이 자기장의 연결 과정을 자기 재결합이라고 하는데, 이것은 모든 우주에서 자주 일어나는 현상이다. 자성 회오리가 생기는 지구의 자기장에서도 자기 재결합 현상이 일어나지만, 메신저의 관측 결과 수성에서의 재결합률은 10배정도 높은 것으로 밝혀졌다. 이런 자기 재결합 현상은 수성의 자기장이 상대적으로 안정적으로 유지되도록 도와주며, 수성의 지질학적 특성과 행성 환경에 미치는 영향을 연구하는 데 중요한 역할을 한다.