안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 별이 하루에도 몇천개씩 지구로 떨어 진다고 하는데 왜 발견이 안되는 건가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우리가 별똥별이라고 부르는 유성체는 대기권에 진입할 때 엄청난 속도로 대기와 마찰을 일으키며 빛을 발산합니다. 하지만 그 대부분은 크기가 매우 작습니다. 많은 유성체들은 쌀알 정도의 크기이거나 그보다 더 작은 먼지 크기입니다. 이러한 작은 유성체들은 지구 대기권에 진입하면서 마찰로 인해 완전히 타버리기 때문에, 지표에 도달하지 않고 사라집니다. 따라서 눈으로 발견하기 어렵고, 지상에 흔적을 남기지 않기 때문에 발견되지 않는 경우가 많습니다. 유성체가 대기권에 진입할 때, 공기와의 마찰로 인해 엄청난 열이 발생합니다. 대부분의 유성체는 이 열에 의해 완전히 소멸되고, 지표까지 도달하지 못합니다. 이 때문에 실제로 지구 표면에 도착하는 운석은 유성체에 비해 매우 적습니다. 우리가 밤하늘에서 관측하는 별똥별은 대기 중에서 타버린 것이며, 대부분의 유성은 지구 표면에 도달하지 않고 소멸됩니다. 별똥별을 관측하려면 맑은 밤하늘이 필요합니다. 그러나 도심 지역에서는 빛 공해로 인해 별똥별을 보는 것이 어렵습니다. 또한, 구름이 많거나 날씨가 흐린 날에는 유성을 관찰하기 힘듭니다. 시골이나 산간 지역처럼 하늘이 맑고 빛 공해가 적은 지역에서는 별똥별을 더 자주 볼 수 있지만, 이런 조건을 갖추지 않으면 별똥별을 관찰할 기회가 적어집니다. 별똥별은 보통 유성우 같은 천문 현상과 관련이 있습니다. 유성우는 특정 기간 동안 특정 방향에서 많은 유성들이 떨어지는 현상으로, 이 시기에는 평소보다 많은 별똥별을 볼 수 있습니다. 그러나 유성우가 없는 평소에는 유성 활동이 상대적으로 적고, 이로 인해 별똥별을 자주 발견하지 못할 수 있습니다. 별똥별을 관측하기 위해서는 적절한 시간과 장소에서 관찰하는 것이 중요합니다. 많은 유성들은 새벽 시간대에 집중적으로 발생하며, 밤이 깊어질수록 더 많이 관측됩니다. 따라서 밤하늘이 어두운 시골 지역이나 산간 지역에서, 구름이 없는 밤에 관측해야 별똥별을 자주 볼 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜행성은 어떤 행성들을 말하는 건가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.안녕하세요! 왜행성은 일반적인 행성과 구별되는 특정 조건을 만족하는 천체들을 말합니다. 이 용어는 2006년 국제천문연맹(IAU)에 의해 도입되었으며, 태양계 내 천체들을 새롭게 분류하기 위해 사용됩니다. 왜행성은 다음 세 가지 조건을 충족하는 천체인데 첫째 태양을 공전하며 둘째 충분한 질량을 가지고 있어 중력에 의해 구형에 가까운 모양을 유지하며 셋째 자신이 위치한 궤도 주변의 다른 천체들을 치우지 못하는 경우를 의미합니다. 현재까지 국제천문연맹에 의해 공식적으로 인정된 왜행성들은 명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케, 세레스 등이 있습니다. 왜행성의 대부분은 태양계의 외곽에 위치한 카이퍼 벨트(명왕성 너머의 영역)나 소행성대(화성과 목성 사이의 영역)에서 발견됩니다. 특히 카이퍼 벨트는 태양계 형성 초기의 잔해들이 남아 있는 곳으로, 많은 왜행성들이 이 지역에서 발견되고 있습니다. 일반 행성은 궤도를 공전하면서 그 주위의 다른 작은 천체들을 정리하거나 흡수해 궤도에서 지배적인 위치를 차지합니다. 그러나 왜행성은 그렇지 못합니다. 즉, 궤도 근처에 자신보다 더 작은 천체들이 함께 존재할 수 있습니다. 왜행성은 일반 행성보다 작고 중력이 상대적으로 약합니다. 이 때문에 왜행성들은 일반 행성에 비해 더 복잡한 궤도를 가질 수 있으며, 다른 천체들과 궤도에서 상호작용할 가능성도 큽니다. 태양계에는 현재까지 왜행성으로 인정되지 않았지만, 잠재적으로 왜행성으로 분류될 수 있는 많은 천체들이 존재합니다. 예를 들어, 세드나(Sedna), 오르쿠스(Orcus), 콰오아르(Quaoar) 같은 천체들이 있습니다. 이러한 천체들은 카이퍼 벨트나 오르트 구름에서 발견된 작은 천체들로, 추가 연구에 따라 왜행성으로 분류될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 낮과 밤은 지구에서만 있는 것인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.낮과 밤은 지구뿐만 아니라, 다른 행성에서도 존재하는 현상입니다. 낮과 밤은 행성이 자전하면서 그 행성의 한 면이 태양을 향하게 되고, 반대쪽은 태양으로부터 가려지면서 발생합니다. 이 원리는 지구뿐만 아니라 태양계 내 모든 자전하는 행성에 적용됩니다. 하지만 각 행성에서 경험하는 낮과 밤의 모습과 길이는 태양으로부터의 거리, 행성의 자전 속도, 그리고 대기의 상태에 따라 달라집니다. 낮과 밤은 태양 빛의 유무에 따라 나뉩니다. 태양을 향한 면이 밝게 빛나서 낮이 되고, 태양으로부터 멀어진 면은 빛을 받지 못해 밤이 됩니다. 지구가 하루 동안 자전하면서 낮과 밤을 경험하는 것처럼, 다른 자전하는 행성들도 태양 빛을 받는 면과 받지 못하는 면이 생겨납니다. 화성은 지구와 비슷한 자전 속도를 가지고 있어, 하루의 길이가 지구와 비슷합니다(약 24시간 37분). 화성에서도 낮과 밤이 존재하며, 태양은 지구에서 보는 것보다 약간 작고 덜 밝게 보이지만 여전히 명확하게 구분되는 낮과 밤을 경험합니다. 태양으로부터 먼 행성에서는 태양이 더 작고 덜 밝게 보입니다. 하지만 여전히 태양 빛을 받는 면은 낮, 반대면은 밤이 됩니다. 명왕성은 태양에서 매우 멀리 떨어져 있지만, 태양은 여전히 작은 별처럼 보이고, 명왕성에서 낮은 여전히 존재합니다. 다만 지구의 낮에 비해 훨씬 어둡고 태양빛이 희미하게 느껴질 것입니다. 태양으로부터 멀수록 낮이 더 어두워지고, 밤은 거의 완전한 어둠에 가까울 수 있습니다. 그러나 여전히 낮과 밤은 구분됩니다. 행성의 대기 상태에 따라서 낮과 밤의 차이가 명확하지 않을 수도 있습니다. 금성은 매우 두꺼운 대기를 가지고 있기 때문에, 태양빛이 표면에 직접 도달하지 않아 낮과 밤의 구분이 지구만큼 명확하지 않습니다. 금성의 두꺼운 구름층은 태양빛을 차단하거나 반사하기 때문에 낮에도 밝은 빛이 완전히 들어오지 않고, 밤은 완전히 어둡지 않을 수 있습니다. 가스 행성들은 대기가 두꺼워 낮과 밤의 구분이 겉보기에는 덜 명확할 수 있지만, 여전히 태양을 기준으로 하는 낮과 밤이 존재합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 처음 만들어진 시기에 하루는 몇 시간으로 추정되나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구가 약 45억 년 전에 형성되었을 당시, 행성은 아직 매우 뜨겁고, 내부 물질들이 불안정한 상태였습니다. 이 시기에 지구는 매우 빠르게 회전하고 있었고, 이는 하루 길이가 지금보다 짧았던 원인입니다. 특히, 지구의 자전 속도는 당시의 중력 및 지구의 형성 과정에서 축적된 운동 에너지에 의해 결정되었습니다. 이때의 지구 자전 속도는 하루가 24시간이 아닌 6시간 정도에 해당하는 빠른 속도였던 것으로 추정됩니다. 시간이 지나면서, 달이 형성되었고, 달의 중력이 지구의 자전 속도에 영향을 주기 시작했습니다. 달의 중력은 지구에 조석 마찰을 일으켜 지구의 자전 속도를 점차 늦추게 했습니다. 이 조석 마찰은 지구의 자전 속도를 감속시키는 역할을 하면서, 시간이 지남에 따라 하루가 점점 길어졌습니다. 초기에는 달이 지구에 더 가까웠기 때문에, 달의 중력 효과가 더 강했고, 이는 지구의 자전 속도를 상당히 빠르게 늦추는 데 기여했습니다. 지구의 자전 속도는 현재도 계속해서 느려지고 있습니다. 과학자들은 약 1억 년마다 하루가 약 1.7밀리초씩 길어진다는 것을 추정하고 있습니다. 따라서 지구의 나이를 고려하면, 45억 년 동안 자전 속도는 크게 감소하면서 하루의 길이가 현재의 24시간에 이르게 된 것입니다. 과학자들은 고생물학적 증거를 통해 고대 지구의 하루 길이를 추정할 수 있습니다. 예를 들어, 고대 산호와 같은 생물들의 성장을 분석하면, 그들은 매일 규칙적으로 성장하는 층을 남기기 때문에, 그 층을 분석함으로써 한 해 동안 며칠이 있었는지, 하루가 얼마나 짧았는지 추정할 수 있습니다. 이 분석을 통해 과거의 하루가 지금보다 훨씬 짧았다는 것이 밝혀졌습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주선이나 인공위성의 무중력은 어떻게 이뤄날수 있는건가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우주에 있더라도, 특히 지구를 도는 우주선이나 인공위성의 경우, 중력은 여전히 존재합니다. 지구에서 멀리 떨어진 우주 공간이라도, 지구의 중력은 줄어들긴 하지만 완전히 사라지지 않습니다. 예를 들어, 지구에서 약 400km 상공에 위치한 국제우주정거장(ISS)은 여전히 지구 중력의 약 90% 정도의 영향을 받습니다. 따라서 우주에서도 중력이 작용하고 있다는 점을 먼저 이해해야 합니다. 우주비행사가 떠다니는 이유는 실제로 우주선 자체가 지구 중력에 의해 자유 낙하 상태에 있기 때문입니다. 지구를 도는 우주선은 매우 높은 속도로 움직이는데, 지구의 중력에 끌려 끊임없이 떨어지고 있지만, 동시에 수평 방향으로 매우 빠르게 이동하고 있습니다. 이 두 힘이 상쇄되어 우주선이 지구 표면으로 바로 떨어지지 않고, 계속해서 지구 주위를 공전하게 됩니다. 이 상황은 우주선이 지구를 향해 계속해서 낙하하면서도, 지구의 곡면을 따라가고 있는 것과 같으며, 이 때문에 우주선 안에 있는 물체와 우주비행사들은 중력이 없는 것처럼 느껴지는 상태에 놓이게 됩니다. 이 상태를 무중력 상태 또는 미세 중력 상태라고 부르며, 이로 인해 물체들이 우주선 안에서 떠다니는 현상이 나타납니다. 지구를 도는 인공위성이나 우주선은 매우 빠른 속도로 수평 방향으로 움직이고 있습니다. 예를 들어, 국제우주정거장은 초속 약 7.8km의 속도로 지구 주위를 돌고 있습니다. 이 속도로 인해 우주선은 지구의 중력에 의해 끌려 내려가면서도, 지구 표면에 닿지 않고 계속해서 떨어지게 됩니다. 이를 궤도 운동이라고 합니다. 우주선이 이렇게 빠르게 움직이면서 자유 낙하 상태에 있으면, 그 안에 있는 물체들도 지구 중력에 의해 끌려가고 있지만, 우주선과 함께 동일하게 떨어지고 있기 때문에 상대적으로 무게를 느끼지 못하게 됩니다. 이것이 미세 중력 상태를 만들어내는 원리입니다. 즉, 우주선 안에서 물체가 떠다니는 이유는 중력이 없기 때문이 아니라, 우주선과 물체 모두가 지구 중력에 의해 동시에 낙하하고 있기 때문입니다. 지구 주위에서의 이러한 상태는 "무중력"이 아니라, 지구 중력에 의해 일정한 속도로 낙하하면서 생기는 자유 낙하 상태입니다. 따라서 우주에서 물건이 떠다니는 것은 중력이 사라져서가 아니라, 우주선과 물체 모두가 함께 낙하하고 있어 서로에 대해 상대적인 운동이 없기 때문입니다.