행성이 자전을 안하는것이 가능한가요?
이번에 해외 과학 저널에서 낮과 밤이 안바뀌는 행성이 발견되었다고 하는데, 즉 자전을 안한다는 의미인데, 이게 실제로 가능한가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
행성이 자전을 안하는 것은 물리적으로 가능하지만, 현재까지 발견된 행성 중에는 모두 자전을 하고 있는 것으로 알려져 있습니다. 자전이 없는 행성은 자전력이 없거나 자전력이 다른 힘에 의해 균형을 이루는 경우에 가능할 수 있습니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
최초 액체상태나 기체상태일 당시 회전력이 전혀없거나 최종적으로 회전력이 상쇄되어 사라진경우 그대로 굳게되면 자전을 거의 하지 않는상태가 될 수 있습니다.
다만, 주기가 매우길뿐 자전을 하지않기는 어렵다고 합니다.안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
두 천체가 계를 이루어 운동할 때, 두 천체 중 한 천체의 자전주기와 공전주기가 같은 것.
본문
달이 지구 주위를 한 바퀴 도는 공전주기는 27.3일이다. 그런데 달 자체가 한 바퀴 회전하는 자전주기도 똑같이 27.3일이다. 달과 지구의 두 개의 천체는 서로 묶여 계를 이루며 운동하고 있는데, 달의 예처럼 한 천체의 공전주기와 자전주기가 같은 것을 '동주기 자전'(同週期自轉, synchronous rotation)이라고 한다. 만약 달의 표면에서 지구 방향으로 깃발을 꽂는다면, 깃발의 맨 끝 부분은 항상 지구를 향하게 된다. 마찬가지로 지구의 입장에서 달을 볼 때도 우리는 달의 한 면만을 계속해서 보게 된다.
동주기 자전이 나타나는 이유
달의 중력이 지구에 작용하면 지구 표면의 해수가 달을 향하는 방향으로 타원의 형태로 찌그러지면서 밀물과 썰물이 만들어진다. 이와 마찬가지로 지구의 중력은 달에 작용하여 달의 모양을 변화시킨다. 달에는 해수가 없지만, 고체인 암석도 어느 정도의 모양 변화를 나타낼 수 있다. 즉 달의 모양은 지구 방향으로 약간 당겨져, 장축의 방향이 지구를 향하는 미세한 타원 모양을 하고 있다. 만약 고체의 모양 변화가 심해지면 암석이 끊어지면서 단층이 생기고 지진이 발생할 것이다.
만약 과거 시기에 달이 자전 속도가 지금보다 빨라 동주기 자전이 아니었다고 가정하면, 타원의 장축이 지구 - 달을 연결하는 선과 일치하지 않고 틀어지게 된다. 그 까닭은 달을 구성하는 암석이 부풀어올라 타원 모양이 되는 속도보다 달이 자전하는 속도가 빠르기 때문이다. 이때 타원 모양인 달의 장축은 지구와 가까운 부분과 지구와 먼 부분이 나뉘게 되고, 이 둘은 지구에 의해 방향과 크기가 다른 만유인력(중력)을 받게 된다. 상대적으로 지구와의 거리가 가까운 부부은 만유인력의 크기도 더 크다. 두 부분의 만유인력 차이(또는 합력)는 달이 현재 자전하는 것을 억제하는 힘으로 작용한다. 따라서 달의 자전 속도는 점차 느려지게 되는데, 이 과정은 타원의 장축이 지구-달을 연결하는 선과 일치하는 위치가 될 때까지 진행된다. 그 결과 긴 시간이 지난 오늘날 달은 동주기 자전하게 된 것이다.
이러한 현상은 지구-달 시스템만의 특별한 현상이 아니다. 행성 주위를 공전하는 많은 위성들이 달처럼 동주기 자전을 하고 있다.
