천체의 표면과 대기

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천체의 표면과 대기

 

달처럼 중력이 약한 천체는 대기를 간직하지 못하고 모두 날려보냈으며 따라서 대기가 없다.

 

대기가 없다 보니 ① 유성(별똥별)이 생기지 않고 ② 낮에도 하늘은 시커멓고 별이 보이며 ③ 별이 반짝거리는 현상이 없다. ④ 풍화․침식이 없어 일단 생긴 충돌구덩이는 지워지지 않는다. 따라서 표면은 충돌구덩이로 덮여있다. 또한 ⑤ 소리가 안 들리고 ⑥ 대기에 의한 보온효과(온실효과)가 전혀 없어 일교차가 크며 ⑦ 대기에 의한 산란현상도 없어 표면 반사율이 낮으므로 비교적 어두워 보인다.

 

▶문 : 달에서는 별똥별이 보이지 않는 이유는?

▶답 : 지구에 유성체가 떨어질 때는 대기와의 마찰열로 인해 타버리면서 밝게 빛나는 현상이 나타납니다. 이게 유성인데 달에는 대기가 없으므로 하늘에 유성이 보이는 건 불가능합니다.

 

▶문 : 달착륙 우주비행사가 '낮인데도 하늘이 검은 빛이었다'고 진술한 것은 타당한가?

▶답 : 지구와 같이 대기를 갖고 있으면 태양빛이 공기를 이루는 분자들에 의해 산란되고, 그로 인해 하늘 전체가 밝게 보입니다. 그런데 달은 대기가 없으므로 태양이 떠있는 상황이라 할지라도 하늘은 시커멓게 보이고 주위에 별도 보일 것입니다.

 

▶문 : 산란은 무엇인가?

▶답 : 일종의 반사라고 볼 수 있는데, 매끈한 평면에 의해 가지런히 반사되는 것이 아니라 기체 분자처럼 둥근 표면에 의해 여러 방향으로 반사되는 경우를 산란됐다고 합니다.

 

▶문 : 달 표면에는 왜 이렇게 크레이터가 많은가?

▶답 : 큰 자국을 남기려면 보통 물체가 아니라 거의 소행성 급의 큰 천체와 충돌해야 합니다. 그런데 지구처럼 대기가 있는 천체라면 소천체와 충돌해 생긴 자국은 풍화․침식에 의해 금방 지워집니다. 하지만 대기가 없는 달의 경우에는 풍화․침식도 없고 지각 변동도 없으니까 자국이 안 지워지는 겁니다. 그러다 보니 지구와 달리 표면이 곰보 투성이가 된 것입니다.

 

▶문 : 달과 같은 천체에는 왜 대기가 없는가?

▶답 : 중력이 약해서 생성 초기에 있던 대기가 모두 날아간 것입니다. 천체의 표면에서 질량을 가진 물체(m)에 작용하는 중력은 만유인력 공식을 이용하여 G(Mm/R2)로 나타낼 수 있습니다. 그러니까 반지름(R)이 클수록, 그리고 천체의 질량(M)이 작을수록 중력이 약합니다. 그런데 달은 반지름에 비해 질량이 매우 작기 때문에 중력이 지구의 1/6 정도밖에 안 되는 것으로 알고 있습니다. 그러니 대기를 간직하지 못하고 모두 날려보낸 것입니다.

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