태양계와 행성(현대의 천문학 시리즈 9)

《현대의 천문학 시리즈》는…

관측 기술이 발달하여 인류가 볼 수 있는 우주가 크게 넓어짐에 따라 천문학은 놀라운 추세로 발전하고 있으며, 천문학에 대한 사람들의 관심 또한 급격히 높아지고 있다. 우주의 끝으로 나아가려는 인류의 끝없는 노력으로 인류의 시선은 현재 129억 광년 너머의 은하에까지 다다랐다. 이러한 시기에 천문학 연구의 최전선에 있는 연구자들이 천문학이나 우주에 관심이 있는 고등학생 정도의 수준이라면 누구나 이해할 수 있을 정도로 천문학의 기초를 설명하고 자신들의 최신 연구 성과를 보여주는 ≪현대의 천문학 시리즈≫(전 17권)를 번역 출간하게 되었다.

비록 일본 천문학 연구자들의 성과물이기는 해도 21세기 우주시대를 살아갈 청소년은 물론, 천체와 우주에 관심을 갖고 있는 모든 사람에게 빠르게 발전해 가는 천문학의 기초와 현재 그리고 미래를 알게 함으로써 천문학에 대한 이해를 높여줄 뿐만 아니라 앞으로 점점 더 치열해질 우주 연구에서 경쟁력을 높일 수 있는 이론적 토대가 되기에 전혀 손색이 없다고 판단했다.

이와 더불어 그동안 다소 미흡했던 천문학 분야에서 한?일간 학술 교류의 장을 마련하고 더불어 일본의 천문학 연구를 타산지석으로 삼아 우리나라 천문학 연구의 미래를 가늠해 보는 기회가 되었으면 하는 바람으로 전체 17권에 이르는 방대한 ≪현대의 천문학 시리즈≫의 번역, 출간하기로 결정하였다.

다소 전문적인 내용을 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 정확하고 충실한 번역을 하기 위해서 각 권별로 전문전공자 가운데 실무와 교육에 두루 경험이 풍부한 덕망 있는 분들이 번역을 맡았다. ≪현대의 천문학 시리즈≫는 천문학의 생생한 현재를 접하는 기회를 제공함은 물론, 우주를 향해 멋진 꿈을 키워 나가는 이들에게 작은 밑거름이 되었으면 한다.



지구를 비롯한 태양계의 중심 8개 행성과

태양계에 무수히 존재하는 소천체의 모든 것을 다루다!



# 태양계와 행성 연구, 마침내 행성과학이라는 학문의 영역으로 자리 잡다!



[현대의 천문학 시리즈]에서 우주의 작은 곳에서부터 시작한 긴 여정은 어느덧 우리가 사는 지구가 속해 있는 행성에 이르렀다. 학창시절에 '수금지화목토천해명'이라며 태양에 가까운 순서대로 행성을 외우던 기억이 아직도 새롭다. 하지만 오랫동안 태양계의 행성에 속해 있던 명왕성이 아쉽게도 2006년 태양계 행성의 분류에서 탈락하는 일이 벌어졌다. 대체 무슨 일이 있었던 것일까?

제9권의 주인공은 '태양계와 행성'으로, 명왕성이 태양계 행성에서 탈락하게 된 배경과 함께 태양을 중심으로 돌고 있는 지구를 포함한 8개의 행성에 관한 최근의 정보와 연구 내용을 소개한다. 이 책에 실린 태양계와 행성에 관한 정보는 일반적인 천문학과 달리, 탐사 대상인 천체에 탐사선을 보내 직접 관측한 현지 연구 내용이 많은 부분을 차지하고 있다. 탐사선 개발 이후로 수많은 시행착오를 거쳐 지금은 '행성과학'이라는 독자적인 학문의 영역을 차지할 정도로 행성에 관한 연구는 과학기술 강국을 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 이처럼 직접 관측한 현지 연구는 이미 많은 정보를 축적한 지구과학의 시점을 응용한 연구도 가능하며, 지질학과 광물학, 기상학, 그리고 생물학 등의 시점에서도 연구가 진행되고 있어 태양계 행성에 관한 보다 정밀한 이론이 곧 자리매김하리라는 기대가 크다.



# 태양계를 형성하고 있는 행성과 행성을 둘러싼 위성 등을 일목요연하게 정리하다!



2006년 여름, 국제천문연맹 총회에서는 명왕성을 행성 분류에서 제외하고 준행성으로 분류하기로 결정했다. 그 까닭은 태양계 외연부에 많은 소천체들이 발견됨에 따라 태양계 천체에 대한 기준을 새로 정리했기 때문이다. 국제천문연맹에서 정한 태양계 행성의 조건은 (1) 태양 주위를 돌고 있고, (2) 고체에 작용하는 여러 가지 힘을 이기고 평형상태(구형상태)를 이루게 하는 강한 중력을 가질 만큼 충분한 질량이어야 하며, (3) 자기 궤도 주위에서 충돌·합체나 중력 산란에 따라 다른 천체들을 없어지게 할 만한 천체이다. 이 기준 가운데 (3)의 조건을 만족하지 않은 행성을 '왜소행성'이라 정했으며, 명왕성이 이에 속한다는 것이 밝혀져 왜소행성으로 분류하게 되었다.

이러한 정보를 비롯해 이 책에서는 모두 8장으로 나누어 태양계 행성에 관한 최근 정보를 담고 있다.

1장에서는 우리 태양계의 역학적·열적 구조, 조성, 그리고 탐사에 대해 간단히 소개한다.

2장에서는 태양계 행성 중에서도 태양과 가까운 네 개의 '지구형 행성'에 대해 각각의 특징을 자세하게 소개하고 비교한다. 3장에서는 나머지 네 개의 '목성형 행성'에 대해 지구형 행성과 마찬가지로 그 특징을 소개하고 서로 비교한다.

4장에서는 행성 주위에 존재하는 고리와 위성의 구조에 대해 알아본다. 먼저, 다양한 위성들을 분류하고 기원에 대해 설명하며 지구의 위성인 달에 대해서도 설명한다. 주목할 만한 위성인 목성의 이오, 유로파, 그리고 토성의 타이탄에 대한 자세한 설명과 아울러 각 행성의 고리에 관한 최근 정보를 소개한다.

태양계를 연구할 때 위성과 고리를 포함하여 행성 이외의 작은 천체들이 의외로 중요한 정보를 제공하기도 한다. 행성과 같은 큰 천체는 지질학적인 활동에 따라 초기의 원재료 물질이나 물리 상황이 변하기 때문이다. 하지만 소천체는 초기조건에 가까운 상태가 보존되어 있을 가능성이 크다. 5장에서는 이러한 다양한 소천체를 소개한다. 암석질의 소천체인 소행성, 그 파편이 지구로 낙하한 운석, 휘발성 물질이 풍부한 소천체인 혜성, 지구 대기로 날아 들어와 발광하는 유성, 태양계 외연부에 존재하는 에지워스-카이퍼 벨트와 명왕성, 그리고 태양계 공간에서 압도적으로 많은 수를 차지하는 행성간 먼지에 대해 각각 소개한다.

이러한 각 천체들의 연구 결과와 함께, 다른 행성을 형성한다고 생각되는 별탄생 영역을 관측하여 얻은 정보 및 이론적인 연구 결과를 바탕으로 태양계 기원의 비밀이 서서히 풀려가고 있다. 6장에서는 현재까지의 태양계 기원론에 대해 알아보고, 원시행성계 원반의 탄생에서부터 지구형 및 목성형 행성의 형성과 대기의 기원에 대해 소개한다.

7장에서는 일반인들에게도 관심이 많고, 최근에 많은 진전을 이룬 외계 행성 분야에 대해 다룬다. 그 발견의 역사와 현재의 정보를 소개하고, 외계 행성의 다양성에 관한 이론적 연구, 앞으로의 연구 발전에 대한 전망을 보여준다. 8장에서는 생명의 기원에 다가가는 방법으로, 초기 재료로 알려진 유기물과 얼음의 연구, 그리고 생명 탄생 초기의 지구 환경에 대해 알아보고, 실험실에서 이루어진 생명 탄생의 연구에 대해 소개한다.

마지막 부록에서는 태양계 행성의 궤도 요소, 물리량 등을 비롯하여 그동안 태양계 행성의 연구 결과에서 얻은 다양한 수치를 비롯해 태양계를 형성하고 있는 핵종의 존재도를 표로 정리해 놓았다.

이 책은 태양계에 관심이 있는 독자들이 만족하리만큼 태양계 행성에 관한 정보가 충실하다. 하여, 지구를 둘러싼 태양계 행성에 관해 풍부한 지식의 향연을 누리고 싶다면 이 책을 한 번 읽어 보았으면 한다.

시리즈를 발간하며

머리말



제1장 태양계의 개요

1.1 태양계의 구조/ 1.2 태양계의 조성/ 1.3 태양계 탐사



제2장 지구형 행성

2.1 지구형 행성의 비교/ 2.2 지구/ 2.3 수성/ 2.4 금성/ 2.5 화성



제3장 목성형 행성

3.1 기본적인 양/ 3.2 목성형 행성의 내부 구조/ 3.3 목성형 행성의 자기장/ 3.4 목성형 행성의 대기/

3.5 목성의 최신 화제/ 3.6 토성의 최신 화제



제4장 위성과 고리

4.1 여러 가지 위성/ 4.2 달/ 4.3 주목할 만한 위성/ 4.4 고리



제5장 태양계 소천체

5.1 소행성/ 5.2 운석/ 5.3 혜성/ 5.4 유성/ 5.5 태양계 외연 천체/ 5.6 행성간 먼지



제6장 태양계의 기원

6.1 태양계 형성론/ 6.2 원시행성계 원반/ 6.3 지구형 행성의 형성/ 6.4 목성형 행성의 형성/ 6.5 대기의 기원



제7장 외계 행성계

7.1 외계 행성의 관측 현황/ 7.2 외계 행성의 다양성/ 7.3 외계 행성의 직접 관측과 그 전망



제8장 행성과 생명의 기원

8.1 얼음·유기물/ 8.2 행성 초기의 환경/ 8.3 화학진화와 생명의 기원



참고문헌

부록

와타나베 쥰이치 저자 와타나베 쥰이치渡部潤一 일본 국립천문대 책임자