오늘은 태양계의 카이퍼 벨트에 대한 설명과 카이퍼 벨트와 이어져있는 오르트 구름에 대한 내용 그리고 일식, 월식에 대해 자세히 알아보는 시간을 갖겠습니다. 좀 생소할 수 있는 카이퍼 벨트는 무엇이고 오르트 구름은 또 어떤 특징을 가지고 있는지 아래에서 설명드리겠습니다.
카이퍼벨트란?
카이퍼 벨트란 태양계 내 행성들이 모여있는 원반 모양의 천체 구역입니다. 지구로부터 약 2억 5천만 km 떨어진 곳에 위치하며 우리 은하 중심으로부터 1천 억 개의 별들을 감싸고 있다고 해요. 이 중 일부는 생명체가 살 수 있는 환경인 ‘골디락스 존’(Goldilocks zone)에 존재한다고 알려져있습니다. 우주공간에서는 온도 변화가 거의 없고 중력 또한 매우 작기 때문에 액체 상태의 물이 존재하기 어렵습니다. 따라서 외계생명체 탐사 방법으로는 주로 전파나 감마선 등 방사선을 이용하는데요, 최근 미 항공우주국 NASA 연구팀은 미국과 유럽 공동연구진과 함께 허블망원경 관측 자료를 분석하던 중 골디락스 존 인근에서 새로운 신호를 발견했다고 발표했습니다. 현재로서는 화성 궤도 위성과 같은 인공위성을 통한 간접탐사방법이 유력하지만 언젠가는 직접 탐사 기술이 개발되어 인간이 다른 행성의 대기권 안으로 들어가거나 표면 아래 지하세계를 탐험하게 될 날이 올지도 모르겠습니다. 우리가 살고 있는 지구처럼 단단한 지각층을 가진 행성을 지구형 행성이라고 합니다. 대표적인 지구형 행성으로는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등이 있으며 대부분 기체 덩어리로 이루어진 목성형 행성과는 달리 고체 형태의 암석질 물질로 이루어져있어요. 하지만 모든 지구형 행성이 딱딱한 땅덩어리로만 구성되어 있는 것은 아닌데요, 달 역시 지구형 행성이지만 위성이라는 점에서 차이가 있습니다. 목성형 행성은 가스형태의 가벼운 몸집을 가지고 있고 크기가 큰 행성이에요. 거대한 몸집만큼 많은 양의 수소와 헬륨가스를 함유하고 있어서 내부 압력이 높고 밀도가 낮아요. 그래서 자전 속도가 빠르고 적도 부근에서의 밀도는 아주 낮으며 극지방 쪽으로의 밀도는 높은 편이랍니다. 이러한 특징 덕분에 목성형 행성은 고리를 형성하기도 하고 초속 수백km 이상의 빠른 속도로 공전한답니다.
거대한 가스 성운, 오르트 구름
오르트 구름은 태양계 내에서는 유일하게 지구로부터 멀리 떨어진 곳에 존재하는 거대한 가스 성운입니다. 이 성운은 약 100억년 전에 형성되었으며, 우리 은하 중심으로부터 1광년 이상 떨어져있어요. 우주 공간상에서도 아주 먼곳에 위치하기 때문에 아직까지도 연구중인 미지의 영역이기도 합니다. 하지만 최근들어 오르트 구름 내부 깊숙한 곳에서 새로운 별들이 탄생한다는 증거가 발견되면서 학계의 관심이 집중되고 있답니다. 오르트 구름은 거대질량 블랙홀과 주변 물질 사이에 생성된 에너지 장벽(에너지 띠) 입니다. 이름 그대로 '구름'처럼 퍼져있는 형태이며, 주로 목성 크기의 질량을 가진 천체들을 둘러싸고 있다고 해요. 그래서 대부분의 천문학자들은 오르트 구름 속에 생명체가 살고있을지도 모른다고 추측하고 있지만, 실제로 어떤 모습인지 정확히 알 수 없어 많은 사람들이 궁금해 하고있습니다. 현재까지는 오르트 구름안에 생명체가 살기엔 너무 뜨겁고 건조하다는 의견이 지배적이에요. 그러나 과학자들은 점점 뜨거워지는 환경속에서 어쩌면 뜨거운 물질의 흐름이 만들어낸 기체나 액체 상태의 원시생명체가 존재 할 수도 있다는 가설을 세우고 꾸준히 연구 중이랍니다. 우주 어딘가에 외계 문명이 있을지 모른다는 상상만으로도 가슴이 두근거리기도 합니다.
달이 태양을 가리는 일식
일식이란 달이 태양을 가리는 현상을 의미하는 것으로 우리나라에서는 개기일식과 금환식이 관측되는데, 개기일식은 지구-달-태양 순으로 일직선상에 놓이게 되어 달이 태양을 완전히 가리는 현상이고, 금환식은 지구-달-지구 순으로 놓여 달이 태양의 가장자리 부분만을 가리게 되는 현상입니다. 이번주 토요일인 21일 오전 9시 40분경 제주도 남쪽 해상에서부터 해가 가려지는 부분일식 현상이 나타난다고 합니다. 이 날 서울에서도 맨눈으로 관찰할 수 있다고 하니 관심있으신 분들은 망원경이나 쌍안경 등을 준비해서 보시면 좋을 것 같습니다. 개기일식과 금환식 중 어떤것이 더 보기 힘들까요? 개기일식은 100년에 한 번 꼴로 일어날 정도로 매우 드문 현상이기 때문에 그만큼 가치가 있고, 실제로 사람들이 많이 기대하기도 하는 이벤트랍니다. 하지만 아쉽게도 한국에서는 쉽게 볼 수 없다고 합니다. 반면에 금환식은 비교적 자주 일어나는 편이라 많은 사람들이 익숙하게 느끼고 있습니다. 그래서 그런지 저는 개인적으로 개기일식보다는 금환식이 더 신비롭고 재미있는 것 같기도 합니다. 금환식은 위 사진처럼 둥근 원 모양으로 나타나게 됩니다. 특히나 보름달 근처에서 나타나는 경우가 많다고 합니다.
지구의 그림자에 가려지는 현상, 월식
달이 지구 그림자에 가려지는 현상인 월식에 대해 자세하게 설명드리겠습니다. 월식은 영어로는 lunar eclipse라고 하는데요, 이 단어 자체가 보름달이라는 뜻이랍니다. 그래서 우리나라에서는 개기월식 때 '달이 숨는다'고 표현하기도 해요. 일식과 월식은 태양-지구-달 순서로 배열될 때 발생하는데요, 이때 지구 대기권 밖으로부터 들어오는 빛 중 일부가 굴절되어 달에 도달하게 되고, 이로 인해 달이 가려져 보이지 않게 되는 현상입니다.일식과 월식은 어떻게 구분이 되냐면 개기일식때는 태양빛이 완전히 차단되기 때문에 육안으로는 관측이 불가능하지만 부분일식때는 태양 가장자리 일부분만이 보이기 때문에 맨눈으로도 관측이 가능하답니다. 하지만 장시간 노출하면 눈건강에 좋지 않으니 주의 하시는게 좋습니다.
우리나라에서도 월식이 일어나긴하지만 안타깝게도 우리나라에서는 1년에 한 번씩 일어나는 개기월식을 제외하고는 모두 부분월식으로만 관측이 가능하다고 합니다. 월식은 어떤 원리는 태양 - 지구 - 달 순서로 배열되었을 때 햇빛이 통과해야 하는 지구의 표면이 어두운 그림자로 덮이게 되는데요, 이렇게 되면 달이 마치 검은색 옷을 입은 것처럼 보이게 됩니다. 이것이 바로 월식이에요. 만약 그림자는 없고 밝은 달빛만 보인다면 그것은 반영식이라고 합니다.
지금까지 카이퍼 벨트와 오르트 구름 그리고 일식과 월식에 대해 자세하게 설명 해 보았습니다. 밤 하늘에 떠있는 달이지만 과학자들이 밝혀낸 원리는 참 다양한 것 같습니다. 과학기술이 발달하면서 점점 가까워지고 있는 우주의 세계에 대해 다음에는 더 흥미로운 주제로 찾아뵙겠습니다.