1. 토성은 물보다도 가볍다

 

 

토성 이야기1

 

1. 토성은 물보다도 가볍다

 

 

토성과 고리

 

태양 둘레의 9개의 혹성 중에 두 번째로 큰 것이 토성이다. 서양에서는 옛날부터 사탄의 이름으로 부리었다. 사탄은 농업의 신이다, 밝기는 1등성 정도로 둔한 금빛을 내고 있다.

토성의 반경은 6만 399킬로미터로 그 부피는 지구의 760배가 넘는다. 그런데 무게는 지구의 95배 정도밖에 안 된다. 곧 이 별의 비중은 0.69로 물보다도 작다. 환언하면 토성은 물에 비하여 3할이나 가벼운 것으로 되어있다.

혹시 토성을 담을 수 있는 엄청난 크기의 수조가 있다고 하면 어떨까. 토성은 조금 수면에서 3분의 1 정도 목을 내놓은 상태로 떠있게 되는 것이다.

 

태양계의 어디를 찾아보아도 이처럼 이상한별은 없다. 도대체 이는 어떤 때문일까.

목성에서 목성의 비중은 1.34로 작지만 그것은 목성이 수소나 헬륨 같은 가벼운 대기를 많이 가지고 있기 때문이라고 말한 바가 있다.

토성도 목성과 매우 비슷한 혹성인 것이다. 그리고 토성이 목성보다 더 비중이 작은 것은 목성에 비하여 가벼운 물질을 매우 많이 가지고 있기 때문이라고 생각하면 좋을 것이다.

 

망원경으로 토성을 보고 누구나 경탄하는 것은 화려한 금색의 고리이다. 토성은 엄청나게 큰 금빛의 머리띠를 두르고 있는 것이다. 이 토성의 고리에 대하여는 다음에 말하기로 하고 토성의 표면에서 눈에 뜨이는 것은 목성에서처럼 무니가 있는 것이다. 몇 줄기의 무늬가 적도와 평행하여 붙어있다. 목성정도로 뚜렷한 것은 아니다.

 

토성의 대기는 목성과 같다. 수소나 헬륨이나 암모니아 같은 가벼운 가스로 되어 있다. 그리고 이 대기 중에는 짙은 구름이 떠있어서 우리가 보는 것은 이 구름층의 바깥이라고 생각된다. 또 구름의 정체는 암모니아나 메탄 등이 얼린 것이라 생각된다.

이 구름층에는 흰 얼룩이 나타난다.

 

그것을 바탕으로 하여 토성의 자전주기를 측정하고 있는데 목성처럼 장소에 따라 다르다.

에를 들면 적도부근에서는 약 10시간 14분이다. 그런데 1903년에 북위 36도에 나타난 흰 얼룩은 10시간 38분으로 한 바퀴 돈 것이다. 또 1946년에 남위 12도에 나타난 흰 얼룩은 10시간 21분으로 일주하고 있다.

토성의 극 근처에는 녹색의 어두운 색깔이 덮여져있다. 그리고 토성은 목성보다 훨씬 상하 쪽으로 굴려있다. 극 방향의 반경은 적도 방향의 반경에 비하여 6360킬로미터나 짧다. 이것은 지구의 반경과 거의 같은 숫자이다.

토성은 태양에서 14억 2,800킬로미터 떨어져 있다. 약 29 년 걸려서 공전한다. 이처럼 긴 토성의 1년에 비하여 1일은 겨우 10시간 정도인 매우 짧은 것이다. 따라서 토성에서는 하루가 얼른 지나가버린다.

 

그런데 토성의 작은 비중을 설명하기 위하여 토성의 내부에 대해서도 여러 가지의 모형이 생각되고 있다.

먼저 표면으로부터 깊이 1만 9,000킬로미터 정도까지는 압축된 수소와 헬륨 층이 있다고 한다. 평균 비중은 0.25로 목성에 비하여 가벼운 물질 층이 훨씬 두꺼운 셈이다. 그 아래에는 주로 얼음 층이 있어서 두께는 3만 4,000킬로미터, 평균 비중은 약 1.5로 생각된다. 꼭꼭 얼음이 채워진 층이다.

그리고 다시 그 아래쪽에는 반경 6.000킬로미터 정도의 무거운 알맹이(球))가 있을 것으로 생각된다. 이것은 지구보다 조금 작을 정도의 알맹이로 주로 암석과 철로 되어있다. 평균 비중은 지구보다 조금 커서 6.0이라고 한다.

토성의 속 알맹이는 목성에 비하여 중심에 있는 무거운 알맹이가 작은 것이 특징이다. 그 대신에 바깥쪽의 가벼운 층의 폭은 훨씬 두껍다. 결국 그 부피에 비하여 무거운 물질이 적어서 물보다 작다는 기묘한 비중이 계산되는 것이다.