우주 이야기 태양에서 가장 가까이 있는 수성

수성은 태양계의 행성중 하나다. 태양과 가장 가까이에 있는 행성이다. 수성을 이루는 성분은 철이 가장 많으며 니켈도 지구의 2배가 된다. 모든 원소들이 다 존재하지만 수소는 지구의 1%수준으로 적다. 산소도 지구의 2/3정도밖에 되지 않는다. 수소의 대기중엔 소량의 원자들만 돌아다닌다. 가급 분자상태를 유지하고자 하는 산소가 원자 상태로 존재하는건 다른 산소원자와 마주칠 확률이 없어서이다. 실제로 수성의 대기에 포함된 원자가 부딪힐 확률보다 지표면에 부딪힐 확률이 많이 높다. 그정도로 수성은 우주공간보다 약간 많은정도의 희박한 대기만 존재한다. 대기가 희박하여 수서의 표면에는 운석이 충돌한 흔적 크레이터가 거의 침식되지않고 남아있다. 달의 표면과 매우 흡사한 모습이다. 사진만 보면 달 표면과 구별하기 힘들다. 중력은 지구의 2/3정도로 매우 약하다. 수성의 크기는 지구와 비교했을때 매우 작다. 총 질량은 5% 수준이고 밀도는 98%정도로 거의 같다. 두바퀴 공전하는 동안 세바퀴 자전하는 이상한 주기를 가지고 있다. 대기가 거의 없고 자전이 느려 기온은 -180도부터 430도까지 변화한다. 수성의 실시등급은 1.9등급이다. 시리우스보다 1.4배 밝다. 하지만 태양과 워낙 가까워 일출 혹은 일몰 때만 잠깐 볼 수 있다. 수성을 보기가 매우 힘들다는 뜻이다. 개기일식 때 제대로 볼 수 있지만 그것마저 힘들다. 한번도 수성을 못보고 세상을 떠난 천문학자들도 많다. 수성을 보는 쉬운 방법이 있다. 4개월에 한번 찾아오는 수성의 동방 최대이각 앞뒤 며칠동안 서쪽 하늘이 트인 곳에서 해질녁에서 서쪽 하늘을 보면 된다. 완전히 깜깜해지기 전에 봐야한다. 수성은 매우 밝아 완전히 깜깜해지기 전에도 충분히 보인다. 수성은 무인 우주탐사선을 보내기도 매우 어렵다. 추력만으로 수성에 도달하는것도 매우 어렵다. 행성의 공전 모멘텀을 이용한 우주 비행코스도 잡기 매우 어렵다. 심지어 지구에서 훨씬 먼 행성인 목성으로 보내는 것이 더 쉽다. 그나마 쉬운 방법은 금성을 스윙바이해서 수성으로 가는 것이다. 이마저도 기회가 자주 오지 않는다. 마이클 미노비치의 계산으로 1970년과 1973년에 기회가 찾아온 것을 알아 미션이 수립됬다. 1973년에 마리너10호 미션이 시행됬다. 2011년 메신저호가 수성에 돌아갈 때까지 40년간 미션을 수행했다. 착륙은 훨씬 더 어렵다. 수성의 환경 때문이 아니라 수성까지 간 우주선을 감속할 수가 없어서이다. 마리너 10호는 일단 수성에 근접해 지나친 후에 태양을 공전하는 행성궤도에 진입했다. 이 상태에서 우주선은 수성에 최대한 가까워질때마다 수성을 관측했다. 메신저가 21세기에 가기 전 인류가 갖고있는 수성의 관측 데이터는 마리너10호가 보내온 이런 데이터 뿐이었다. 물론 이 덕분에 수성에 대해서 많은 사실들을 알게 되었다. 수성에서 관측하는 태양은 크기가 커졌다 작아졌다 한다. 수성을 기준으로 적도상에서 태양의 운동은 다음과 같다. 첫째 동쪽에서 태양이 뜬다. 둘째 관측자의 기준에서 꼭대기에 태양이 접근하며 크기가 커진다. 셋째 꼭대기에서 멈추었다가 다시 돌아간다. 그후 서쪽으로 진로를 바꾼다. 넷째 서쪽으로 가며 크기가 작아진다. 이러한 운동을 보이는 이유는 3일이 지날 동안 수성 기준에선 2년이 지나기 때문이다. 높은 궤도의 이심률로 인해서 근일점 부근에서 공전의 각속도가 자전의 각속도보다 빨라지기 때문이다. 위도 경도가 특정한 경우 태양이 동쪽에서 뜨고 진 뒤 다시 뜬후 또다시 서쪽에서 진후 다시 뜨는 이상한 현상도 볼 수 있다. 수성의 핵에는 철이 풍부하다. 철질의 핵이 자전하고 회전하여 자기장을 만든다. 하지만 자전이 느리기 때문에 그 세기는 매우 미약하다. 특이한 점은 타 행성에 비해 핵이 크고 멘틀이 작다. 행성의 약 75%를 핵이 차지하고있는 이상한 행성이다. 수성의 극엔 산성 물질이 잔뜩 있다. 이로 인해 태양의 빛과 열이 닿지 않는 극지방엔 산성으로 이루어진 얼음이 있을 것으로 추정한다. 그리고 실제로 얼음이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 아인슈타인의 상대성 이론을 검증한 실례가 바로 수성이다. 정확하게는 수성의 타원 공전 궤도 근일점 즉 태양에 가까운 지점이 움직이는 현상이다. 천문관측은 아이작 뉴턴의 시대부터 엄청나게 정확했기 때문에 이러한 현상은 1800년대에 이미 알려졌다.