해왕성의 관측과 미래 탐사 계획

빙질 거행성 해왕성과 천왕성의 형성은 이미 정확한 시뮬레이션이 어렵다는 것을 증명했습니다. 태양계 외부지역의 물질밀도가 너무 낮아서 이렇게 큰 천체의 형성을 전통적인 핵심흡적방법으로는 설명할 수 없다는 것을 보여주는 모델이어서 여러 가지 가설이 제기되고 있습니다. 한 가지 설은 얼음거성은 핵심흡수가 아니라 원행성반 내의 불안정성에 의해 형성되었다고 하는데, 나중에 이들의 대기권이 근처의 질량 OB형 별의 복사에 의해 날아갔고, 그 중 일부는 천왕성과 해왕성을 형성했다는 것입니다.

또 다른 가설은 그것들이 떠나고 있다는 것입니다. 태양이 더 가까운 곳에 형성됩니다. 그곳의 물질 밀도는 더 높습니다. 그리고 기체 원행성의 원반을 제거한 후 현재 궤도로 이동합니다. 해왕성 지역에서 관찰되는 작은 천체의 구성비율을 더 잘 설명할 수 있기 때문에 이러한 형성후 이동의 가설은 유리합니다. 가장 널리 받아들여지는 이 가설의 세부적인 해석을 니스모델이라고 하는데, 이는 옮겨가는 해왕성과 다른 거행성들이 코이버벨트 구조에 미치는 영향을 탐구한 것입니다. 오른쪽 그림은 외행성과 코이버 띠를 나타내는 시뮬레이션입니다.

 

관측

해왕성은 눈에 보이지 않고 밝습니다. 시성 등 +7.7과 +8.0에 해당합니다. 목성의 갈릴레이 위성보다 왜행성, 곡신성과 소행성, 조신성, 지신성, 홍신성, 혼신성과 소신성 모두 어둡습니다. 천문망원경이나 양질의 쌍안경에서 해왕성은 작은 청색 원반으로 나타납니다. 천왕성과 비슷해 보입니다. 푸른색은 대기 중의 메탄에서 온 것입니다. 그것은 시각적인 미세함은 연구에 어려움을 초래했습니다. 대부분의 망원경에서 얻은 데이터는 허블 우주 망원경과 대형 지반 망원경이 나타날 때까지 상당히 제한적이었습니다. 적응형 광학 기술에서야 비로소 변모했습니다. 무선 주파수 대역에서 해왕성의 관측에 의하면, 그것은 이미 연속발사이자 불규칙한 폭발의 원천입니다. 이 두 가지 방사원은 모두 그 회전 자기장에 의해 생성된 것으로 생각됩니다. 스펙트럼의 적외선 부분에서 해왕성의 폭풍은 비교적 차가운 배경에서 밝게 보여서 이러한 특징들의 크기와 모양을 쉽게 추적할 수 있습니다.

 

 

탐지

1989년 8월 25일 NASA가 발사한 보이저 2호는 해왕성을 날아올라 인류 최초로 우주탐사로 해왕성을 탐사했습니다. 해왕성에서 4827km 떨어진 가장 가까운 지점에서 해왕성과 만나 인류 최초로 지구에서 45억km 떨어진 곳에 있는 해왕성의 모습을 볼 수 있었습니다. 해왕성의 6개의 새로운 위성을 발견해 총 8개로 늘렸고, 해왕성의 빛은 5개가 있는데, 이 중 3개는 어둡고 2개는 밝습니다. 보이저 2호가 촬영한 6000여 점의 해왕성 사진에서 해왕성 남극이 발견됐습니다. 둘레에 너비 약 4,345km의 거대한 두 개가 있습니다. 검은 풍운대와 한 조각의 면적은 지구와 비슷합니다. 큰 폭풍지역은 목성의 대홍반과 같은 큰 검은 반점을 형성합니다. 이 큰 검은 반점은 중심축을 따라 시계 반대 방향으로 회전하는데 360° 회전마다 10일이 걸립니다. 해왕성에도 자기장과 복사대가 있고, 대부분의 지역에는 지구의 남북극과 같은 오로라가 있습니다. 해왕성의 대기권은 요동쳤고, 대기 중에는 얼어붙은 메탄으로 이루어진 흰 구름과 커다란 사이클론이 있었으며, 사이클론 뒤를 따라 시속 640km의 허리케인이 따랐습니다. 해왕성 상공에는 대기권에 있는 메탄에 햇빛이 비쳐 만들어진 연기가 있습니다. 
해왕성과 태양의 평균 거리 44억9600만km로 지구~태양 거리의 30배에 달합니다. 해왕성은 태양의 빛과 열을 지구의 19%밖에 받지 못합니다. 그 표면은 수천 킬로미터 두께의 얼음으로 덮여있습니다. 겉모습은 짙은 대기를 둘러싸고 있습니다. 해왕성의 지름은 49500 킬로미터로 지구의 3.88배 부피보다 57개의 지구만큼 크며 질량은 지구의 17배가 넘습니다. 따라서 그 밀도는 매우 낮습니다. 해왕성은 1초당 5.43킬로미터의 속도로 태양 주위를 공전하고 있습니다.

 

미래 탐사 계획

NASA는 지금 해왕성 탐사 임무를 수행 가능성을 연구하고 있습니다.
플래그쉽이나 디딤돌 미션은 또 다른 것이고, 가능한 해왕성 탐사 임무에는 10억 달러가 넘는 자금이 소요됩니다. nasa와 유럽우주국이 공동으로 부담하는 이 임무의 미래 계획은 2040년까지 발사되지 않을 것으로 예상됩니다.

왜냐하면 천문학자들은 바다 탐사에 대해서 일부 학자들은 NASA가 담당하는 신장(新江)계 프로젝트 임무(뉴비전·주노호 등)에 10억 달러를 지원하고 탐사선은 2010년 발사할 수 있을 것으로 예상할 정도로 관심이 높습니다. 이 탐사선은 해왕성과 그 계통뿐만 아니라 목성과 토성을 지나 중력을 빌려 연료를 절약한 뒤 코이버 대역에 있는 두 개 또는 세 개 천체에 접근할 수 있습니다. 뉴지평선은 명왕성을 통과한 뒤에도 다른 표적을 탐지할 예정입니다.