우리 지구가 있는 곳은 흔히 태양계라 불린다.

태양을 중심으로 행성과 소행성 혜성 등 수많은 천체들이 돌고 있기 때문에 붙여진 이름이다.

태양은 핵융합 반응으로 에너지를 만들어 내며 지구는 그 에너지를 받아 생명을 유지한다.

물론 이 태양계 역시 우리 은하의 아주 작은 일부분에 지나지 않는다.

우리 은하에는 수많은 태양계들이 있는 것으로 알려져 있다.


< 태양계 가족들 >

46억살 정도 되는 태양계는 나선 형태로 된 은하의 끝 부분에 위치하고 있다.

태양을 중심으로 9개의 행성과 각 행성들 주위를 돌고 있는 위성을 비롯 소행성 혜성 유성 등이 태양계를 구성하는 가족들이다.

태양계 질량의 대부분인 99.85%는 중심부에 위치한 태양이 차지하고 있다.

지구를 포함한 행성들은 단지 0.135%에 불과하며 나머지를 위성 소행성 혜성 유성들이 차지하고 있다.

행성의 위성들은 60개 정도 관찰됐다.

이들 위성 가운데는 행성보다 큰 달들도 있다.

목성의 달로 태양계에서 가장 큰 위성인 '가니메데'와 토성의 위성인 '타이탄'은 수성보다 크며,우리 지구의 달(Moon)도 명왕성보다 크다.

화성과 목성 사이에는 감자 모양으로 생긴 작은 소행성들이 거대한 띠를 이루며 무리지어 있고 혜성은 태양계를 여행하고 다니면서 우리에게 볼거리를 제공한다.

< 태양 >

태양계 중심에 위치한 태양은 지구와 적당한 거리에 있으면서 지구 기후의 변화를 일으키고 생명 유지를 도와준다.

태양의 무게는 지구 질량의 33만배에 이르며 다른 모든 행성들을 합쳐 놓은 질량의 750배 이상이다.

태양은 태양계 안에서 스스로 에너지와 빛을 내는 유일한 천체로 항성(恒星)에 속한다.

이런 태양 덕분에 지구를 비롯한 많은 행성들이 제 모습을 지킬 수 있다.

태양은 뜨겁고 거대한 가스 덩어리로 돼 있는데,주성분인 수소 원자의 융합으로 헬륨을 만들면서 막대한 빛과 에너지를 쏟아낸다.

태양의 중심부는 섭씨 1500만도이며 기압은 2000억 기압으로 추정되고 있다.

그렇기 때문에 태양에는 고체나 액체가 존재할 수 없다.

태양의 나이는 지구와 비슷한 46억년이며 남은 여생은 100억년 정도 된다.

일부 천문학자들은 태양이 헬륨을 계속 만들어 약 50억년 뒤에는 현재의 50배까지 팽창하고 100억년 후에는 다시 수축해 최후의 순간을 맞을 것으로 예상한다.

태양의 이러한 진화는 지구의 종말과도 밀접한 관련을 맺게 된다.

< 소행성 >

소행성은 19세기부터 본격적으로 발견되기 시작했다.

1801년 이탈리아의 천문학자 피아치에 의해 소행성 '세레스'가 발견된 이래 현재까지 궤도가 알려진 소행성의 수는 3300여개에 이른다.

소행성은 탄소가 풍부한 소행성,금속 물질들을 포함한 규산염 물질로 이뤄진 소행성으로 크게 나뉜다.

소행성들의 이러한 구성 성분은 태양계 초기에 다양한 천체를 생성시킨 원시 가스구름의 성분에 따라 결정된다.

태양계 소행성은 주로 화성과 목성 사이에서 태양을 타원궤도로 돌고 있다.

어떤 것들은 타원궤도가 길어 수성보다 더 태양에 접근하기도 하고 천왕성 궤도까지 멀어지기도 한다.

영화에서는 지구와 소행성이 충돌하는 사태를 소재로 다루기도 하는데 과학자들은 실제로 이런 소행성의 충돌 가능성을 연구하고 있다.

소행성은 아주 작아 위성(달)을 갖고 있지 않은 게 보통이지만 일부 소행성 주위에는 위성이 돌고 있다는 사실이 밝혀지기도 했다.

< 혜성 >

밤 하늘에 긴 꼬리를 휘날리는 혜성은 어디서 나타난 것일까.

과학자들은 오랜 연구를 통해 혜성이 태어나는 곳을 태양계 바깥쪽에 존재하는 오르트 구름으로 추정한다.

오르트 구름은 수소와 헬륨으로 이뤄져 있으며 그 안에 약 1조개의 혜성 핵이 있는 것으로 여겨진다. 오르트 구름은 태양계와 같은 시기에 만들어진 것으로 추정되고 있으나 아직은 가설로만 존재하는 곳이다.

이 오르트 구름 속 혜성은 태양계 바깥 쪽으로 사라지기도 하고 때로는 태양계 행성들이 있는 쪽으로 들어오기도 한다.

우리가 보는 혜성은 바로 태양으로 접근해 공전하는 혜성이다.

해왕성 바깥쪽의 카이퍼 벨트는 10년 이하의 주기로 나타나는 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다.

< 유성 >

별똥별이라고도 불리는 유성은 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 티끌 또는 태양계를 떠돌던 먼지 등이 지구 중력에 이끌려 대기권으로 들어오면서 공기 마찰로 불타는 현상을 말한다.

지구 전체에 떨어지는 유성 가운데 맨눈으로 볼 수 있는 것은 하루 평균 수백만개에 이른다. 유성이 빛을 발하는 시간은 수십 분의 1초에서 수초 사이다.

유성을 만드는 알갱이는 유성체라 불린다.

유성체의 크기는 작은 먼지로부터 큰 돌덩이까지 다양하지만 보통 굵은 모래알 만하다.

강도는 인스턴트 커피 알갱이 정도다.

유성체는 보통 지구 100km 상공에서 빛을 내기 시작하며 그 속도는 초속 11km에서 72km에 이르기까지 다양하다.

유성체는 크기가 작지만 운동 에너지는 대단히 커 대기 분자들과 충돌하면서 곧 타버린다.

유성체는 클수록 밝은 유성이 되며 작은 자갈 크기면 보름달에 견줄 만큼 밝게 빛난다.

(도움말=한국천문연구원)

장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com