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수성의 기원과 특성

by GNKR 2020. 6. 4.
수성의 기원을 고려할 때 비슷한 크기의 달보다 밀도가 훨씬 높다는 점에 유의해야합니다. 이것은 중앙에 밀도가 높은 핵이 있음을 나타냅니다. 1987년에 진행된 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 수성이 초기 형성 과정에서 큰 소행성과 충돌한 것으로 추정되었습니다. 이 실험에 따르면 충돌 외부의 대부분의 가벼운 물질은 바깥 공간으로 날아가 철과 니켈이 중심에 남게되고, 결과적으로 행성의 평균 밀도는 크게 증가하여 현재의 수성이 생성되었다고 보고 있습니다.

1639 년에 이탈리아의 조반니는 망원경을 사용하여 수성을 관찰하고 수성이 금성과 달처럼 차고 기운다는 것을 관측했습니다.  이러한 사실이 확인되면서 수성이 태양을 공전하고 있음을 확인했습니다.

1965 년의 레이더 관측 이전에는 지구와 달과 유사하게 수성의 공전과 회전 비율이 1대1이라고 생각했습니다. 그러나 수성의 자전과 공전의 실제비율은 3 : 2입니다. 즉, 태양 주위를 두 번 공전하고 세 번 자전합니다. 수성의 공전이 자전과 같다고 생각한 이유는 지구에서 본 수성이 가장 잘 보이는 위치에 있었을 때 동일한 표면을 보여 주었기 때문입니다. 실제로 이것은 수성이 움직이는 것과 같은 위치에서 3 : 2의 비율로 회전과 궤도가 관찰 되었기 때문입니다. 이 3 : 2 비율로 인해, 수성의 항성일은 약 58.64일인 반면, 수성의 태양일은 약 176 일, 약 3 배입니다.

수성 지형 달의 지형과 유사합니다. 그러나 관측 결과는 물이 달보다 적은 구덩이를 가지고 있음을 보여주었습니다. 달과 수은이 거의 동시에 형성되고 영향을받는 운석의 비율이 비슷하다고 가정하면, 수성 표면은 재형성되거나 재편성된것으로 추론 할 수 있습니다. 이러한 변화는 수성이 달보다 크고 태양에 더 가까우므로 초기 형성 후 상대적으로 느리게 냉각되었음을 나타내는 증거라고 할 수 있습니다. 서서히 냉각되어 용암이 표면에 나타나 기존에 생성된 오래된 구덩이를 덮었다는 것입니다. 또한 수성은 태양의 조석력에 의해 적도 부분이 불룩한 특징도 가지고 있습니다.

수성에는 대기가 거의 없으며 매우 가벼운 가스층이 있습니다. 대기의 개수밀도는 1011m-3 미만으로 극도로 희박하며 수소, 헬륨, 나트륨, 칼륨 및 칼슘과 같은 원자를 포함합니다. 수성이 형성 될 때 대기는 다른 행성들과 같이 대기가 존재한다고 생각되지만 중력이 매우 작기 때문에 대부분이 우주로 방출되었을 것으로 추정됩니다. 수성 대기는 현재 다양한 방법으로 공급되고 있습니다. 태양풍에 포함된 수소와 헬륨은 수성 자기장에 걸려 갇히게 되고, 미세 운석의 충돌에 의해 산소, 나트륨, 칼륨 등의 원자 층에서 증발하여 방출됩니다.

수성 표면의 평균 온도는 약 452K (179 ℃)이지만 온도 변화는 약 90K (-183 ℃)에서 700K (427 ℃)로 매우 심합니다. 놀랍게도 1992 년의 레이더 관측으로 수성 북극에서 물과 얼음이 발견되었습니다. 혜성 충돌이나 수성 내부에서 얼음이 방출되어 생성 된 물이 햇빛이 1 년 동안 닿지 않는 극지 분화구의 바닥에 남겨진 것으로 추측됩니다.

수성 자전축의 경사는 약 0.01도이며 태양계 행성 중에서 가장 작습니다. 이것은 목성보다 약 300 배 작으며 (약 3.1도), 두 번째로 작은 경사를 가지고 있습니다. 따라서 수성 궤도에서 관측자가 보는 태양은 거의 천장을 통과하며 북쪽과 남쪽으로 0.01 도만 움직입니다.

수성의 핵은 반경이 약 1,800km이며 철과 같은 무거운 요소로 구성됩니다. 이것은 행성 반경의 약 3/4에 해당합니다. 물의 총 질량의 약 70 %는 금속이고 약 30 %는 이산화규소입니다. 평균 밀도는 5,430 kg / m3이며 지구보다 약간 작습니다. 물의 양은 지구의 5.5 %입니다. 수성 철 성분의 코어는 총 42 %를 차지한다. 그리고 핵은 600km 두께의 맨틀로 덮여 있으며 다른 지구 행성에 비해 매우 얇습니다.

수성에는 매우 약한 자기장이 있습니다. Mariner No. 10의 관측 결과에 따르면 최대 자기장 강도는 고도 330km에서 약 4X10-7T입니다. 이것은 지구 표면보다 약 100 배 약합니다. 항성이나 행성의 자기장에 대한 일반적인 이론은 다이나모 이론이라 할 수 있는데, 다이나모 이론은 행성과 내부의 액체 금속 코어의 회전으로 인해 자기장이 발생한다고 설명합니다. 그러나 수성의 경우 회전 속도가 매우 느려서 다이나모 이론으로는 설명되지 않습니다. 따라서 일부 학자들은 수성이 더 빨리 회전하고 온도가 더 높을 때 형성된 자기장이 "얼어붙어" 존재하는 것 이라고 말합니다.

수성 궤도 이심률은 태양계에서 가장 높은 행성입니다. 그것은 약 0.31 AU의 근일점과 약 0.47 AU의 원일점으로 큰 타원형 궤도를 그립니다. 이 궤도의 둘레는 천천히 움직이고 있고 그 운동의 정도는 100 년에 574 초 1입니다. 이 중 531 초는 금성과 같은 다른 행성의 중력 효과로 설명 할 수 있지만 나머지 43초는 뉴턴의 고전역학으로도 설명 할 수 없었습니다. 이 43초는 후시대에 이르러 아인슈타인의 일반 상대성이 이론에 의해 설명되어지게 됩니다.


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