토성의 구조와 구성물, 밀도와 위성

토성은 태양계에서 다른 행성들과는 다르게 난기류를 가지고 있습니다. 이 행성의 구조와 구성물로는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며, 이러한 기체들이 토성의 중심 깊숙한 곳에서 높은 압력과 온도 아래 압축되어 존재합니다. 가장 큰 행성 중에 하나이지만 밀도는 작은 재밌는 행성입니다. 토성은 여러 가지 위성들도 가지고 있는데 이 이름 또한 재밌는 역사를 가지고 있답니다.

토성의 이미지

 

토성의 구조와 구성물

토성의 내부 구조에 대해서 좀더 세부적으로 살펴봅시다. 토성은 대부분 수소와 헬륨으로 이루어진 기체 행성입니다. 그러나 내부는 다양한 층으로 나누어져 있습니다. 내부에서부터 바깥으로는 핵, 암모니아와 메탄으로 이루어진 암체, 수소와 헬륨으로 이루어진 액체 수소 층, 수소와 헬륨으로 이루어진 가스 수소 층, 그리고 대기로 구성됩니다. 핵은 암석과 금속으로 이루어진 실질적인 지구의 핵과는 다르게, 액체 금속 수소와 각종 요소로 구성되어 있습니다. 이 핵 주변에는 높은 압력과 온도로 액체로 존재하는 수소가 채워져 있는데, 암체는 암모니아와 메탄 등의 화합물로 이루어진 고체 상태의 층으로 토성의 내부 온도와 압력으로 인해 압축되어 존재합니다. 토성의 액체 수소 층은 지구의 대기권과 유사한 구조를 가지고 있는데 이 층에서는 수소가 압축되어 액체 상태로 존재하며, 고체 암체 위에 위치하고 있습니다. 가스 수소 층은 토성의 대부분을 차지하며, 수소와 헬륨으로 이루어진 기체로 이루어져 있습니다. 이 층은 토성의 구름이 형성되고 대기가 형성되는 곳입니다. 다음으로 토성의 대기와 구름 수소와 헬륨 대기에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 토성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있습니다. 이 대기는 수소 분자와 헬륨 원자로 구성되어 있습니다. 토성의 대기 중 상위 층에는 다양한 화학물질로 형성된 구름이 존재합니다. 주로 수소, 헬륨, 메탄, 암모니아 등의 화합물로 이루어진 이 구름은 토성의 특이한 모습을 형성하는 요소 중 하나입니다. 토성의 대기는 빠른 속도로 회전하는 행성의 영향을 받아 동적으로 움직입니다. 이에 따라 대기 순환 현상이 발생하며, 대기 상층과 하층 간의 화학적 상호작용이 일어나며 여러 가지 층으로 구조가 형성됩니다.

 

거대하지만 작은 밀도의 특이성

비교적 낮은 밀도: 토성의 밀도는 대략 0.687 g/cm³로, 이는 물의 밀도(1 g/cm³)의 약 1/7 정도입니다. 이는 토성이 기체로 이루어진 행성이라는 것을 알 수가 있는 부분인 것이죠. 우스갯소리로 토성의 밀도는 물보다 작아서 만약 물에 토성을 넣는다면 토성이 물에 뜰 것이라는 말도 있다고 합니다. 비슷한 밀도의 물체: 토성의 밀도는 천국의 구름과 눈보라를 형성하는 원자 및 분자의 혼합물인 수소와 헬륨으로 구성된 기체 행성들과 비슷합니다. 이러한 행성들은 높은 온도와 압력에서 액체 수소 층을 가지고 있으며, 그 위에 가스 상태의 수소 대기가 형성됩니다. 밀도의 이해 내부 구조의 영향: 토성의 비교적 낮은 밀도는 내부 구조에 대한 이해를 다소 어렵게 만드는 것 같습니다. 과학자들은 토성이 고체 핵, 암체, 액체 수소 및 가스 상태 수소로 구성되어 있는지 여부에 대해 계속 논의하고 있습니다. 중력의 영향: 토성의 높은 중력은 행성을 압축하고 내부 압력을 증가시키지만, 이러한 과정이 충분히 밀도를 높게 만들지는 않았습니다. 이는 토성의 내부에서 수소와 헬륨이 고체나 액체로 압축되지 않고 가스 상태를 유지하고 있다는 것을 알 수 있는 것입니다. 토성의 낮은 밀도는 이 행성이 다른 천체와 다르게 고체 핵이나 바위로 이루어져 있지 않고, 대신에 가스와 액체로 이루어진 거대한 기체 행성으로 형성되었다는 것을 보여줍니다. 

 

티탄족의 이름을 붙인 위성들

토성의 위성의 이름은 티탄족의 이름을 갖다 붙인것이 특이합니다. 다음은 크기순으로 나열을 해본 것입니다. 타이탄 (Titan) 크기: 타이탄은 토성의 가장 큰 위성으로, 태양계에서 두 번째로 큰 위성입니다. 지름은 약 5,150 km로, 지구의 달보다 약간 더 큽니다. 특징: 타이탄은 토성 주위를 돌면서 토성의 대기 중에서 가장 큰 고립된 대기를 가지고 있습니다. 이 대기는 지구의 대기와 유사한 구성을 가지고 있으며, 질소가 주를 이루고 메탄과 에테인 등의 화합물도 발견됩니다. 탐사: 타이탄은 탐사선 카시니가 관측한 결과를 통해 상세히 연구되었습니다. 또한, 헤이그(Huygens) 탐사 모듈이 타이탄의 대기를 직접 조사하여 가장 가까이에서 관측되었습니다. 리아 (Rhea) 크기: 리아는 타이탄 다음으로 큰 토성의 위성 중 하나입니다. 지름은 약 1,527 km로, 지구의 달보다 조금 더 작습니다. 특징: 리아는 매우 밝고 거대한 크래터들로 인한 표면을 가지고 있으며 그중에는 중심이 있는 크레이터와 리아의 표면을 가로지르는 길쭉한 투구 모양의 천장이 있습니다. 은 (Enceladus) 크기: 지름은 약 504 km로, 작은달 크기입니다. 특징: 은은 얼음으로 덮인 표면 아래에 액체의 바다를 가지고 있을 것으로 추측합니다. 카시니 탐사선은 은의 남극에서 수증기와 물 미립자가 분출되는 지역을 발견하여 이를 증명한 바있습니다. 미마 (Mimas) 크기: 미마는 토성의 위성 중에서도 가장 작은 위성 중 하나입니다. 지름은 약 396 km로, 토성의 주위를 돌면서 가장 가까이 위치합니다. 특징: 미마는 크레이터 공간을 가진 특이한 모양의 위성으로, 그중에 가장 큰 크레이터인 히크(귀신 얼굴 크레이터)가 있으며 이외에도 토성은 다양한 크기와 특징을 가진 수십 개의 위성을 가지고 있습니다.