천왕성

요약 태양계에 속하는 태양의 일곱 번째 행성.

천왕성

별칭	얼음 거인
반지름	2만 5600 km
공전주기	84.02년
자전주기	17시간 14분
행성 유형	목성형 행성
대기 성분	수소, 헬륨, 메테인 등
고리	있음
위성 개수	28개(미란다, 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론 등)

천왕성의 발견

천왕성은 망원경을 통해 발견해 낸 최초의 행성이다. 수성부터 토성까지는 오래전부터 이미 그 존재가 알려져 있었으나 그 밖의 행성들에 대해서는 알려져 있지 않았다. 이후 천왕성은 1781년 허셜에 의해 발견되었다. 처음에는 이 천체를 혜성으로 착각하였지만 수주일 동안 관측한 결과 이 천체의 운동이 굉장히 느린 것을 통해 토성보다 멀리 있음을 알게 되었고 핀란드의 천문학자 렉스엘의 궤도 계산을 통해 이 천체가 행성이라는 사실이 밝혀졌다.

천왕성의 일반적 특징

목성·토성·해왕성과 함께 목성형 행성으로 분류되며, 궤도의 긴반지름은 19.19천문단위(AU)이고, 궤도의 이심률은 0.046이다. 태양으로부터의 거리는 근일점에서 17억 3000만km, 원일점에서 29억 9000만km이다. 태양주위 공전주기는 84.02년이다.

적도반지름은 2만 5600km이고, 극반지름은 이보다 약 18분의 1이 작다. 평균광도는 5.9로 육안으로 겨우 보인다. 망원경으로 보면 시지름이 3.6초(평균 최근거리)인 녹색의 원반 모양을 하고 있다.

천왕성의 자전주기는 17시간 14분이며, 반시계 방향으로 자전하는 지구와 달리 시계 방향으로 자전하고 있다. 천왕성의 적도면은 궤도면과 98° 경사를 이루고 있다. 자전축이 황도면과 거의 일치하여 공전에 수직인 방향으로 자전한다. 즉, 공전궤도면과 거의 평행으로 누운 모습으로 자전과 공전을 하고 있다. 위성에 작용하는 인력으로부터 구한 천왕성의 질량은 지구의 14.56배이다. 비중은 1.3으로 지구보다는 아주 작고 태양과 비슷하다. 적도 부근에서의 표면중력은 지구의 0.92배이다. 스펙트럼은 목성이나 토성과 비슷하고 대기 중에는 메테인(메탄)과 수소분자가 존재한다. 암모니아도 존재할 것이나 동결되어 있을 것이므로 스펙트럼에는 나타나지 않는다. 행성 내부 특성으로 인해 얼음 거인이라고도 불린다.

천왕성의 위성

천왕성에는 28개의 위성이 돌고 있는 것으로 밝혀졌다. 그 가운데 미란다·아리엘·움브리엘·티타니아·오베론 등의 주요 5개 위성은 오래 전부터 알려져 있었고, 나머지 10개 위성은 1986년에 보이저 2호가 발견했다. 보이저 2호의 사진을 정리하고 분석하던 중 한 개의 위성을 추가로 발견하게 되었고 그 후 허블 우주망원경을 통하여 2개의 위성을 더 발견하였다. 1999년 부터 2003년 사이에는 지상 망원경을 사용하여 9개의 불규칙 위성을 추가로 발견하게 되었다. 주요 5개 위성들은 천왕성의 적도면 내를 자전방향과 같은 방향으로 1~13일의 주기로 공전하고 있다. 2024년에는 지름이 약 8km에 불과한 작은 위성이 추가로 발견되었다.

이 가운데 가장 큰 것은 티타니아로 반지름이 500km이고 광도는 14등이다. 이 위성들은 천왕성 반지름의 5~24배에 골고루 분포되어 공전한다. 이 위성들에는 운석 구덩이가 많이 있고 또한 거대한 계곡들을 가진 것들도 있다.

천왕성의 고리

천왕성의 주위에 13개의 고리가 적도면 내에 있음이 발견되었다. 이 가운데 8개는 1977년에 발견되었고, 2개는 보이저 2호가 발견하였으며, 3개는 허블우주망원경 탐사로 발견되었다. 고리를 이루는 물질은 1m 이상되는 검은 암석조각으로 알려져 있다.

태양계 행성과 달의 물리량
이미지	행성	질량 (지구=1)	평균 밀도 (g/㎤)	반지름 (지구=1)	표면 중력 (m/s2)
	수성	0.055	5.427	0.38	3.7
	금성	0.815	5.243	0.95	8.87
	지구	1	5.513	1	9.80665
	달	0.012	3.34	0.27	1.62
	화성	0.107	3.934	0.53	3.71
	목성	317.8	1.326	11.2	24.79
	토성	95.16	0.687	9.44	10.4
	천왕성	14.53	1.270	4.00	8.87
	해왕성	17.14	1.638	3.88	11.15