서론
윌리엄 허셜이 1781년 천왕성을 발견한 뒤, 천문학자들은 천왕성 궤도에 원인을 알 수 없는 섭동이 있다는 사실을 알아냈습니다. 이에 천왕성 너머에도 다른 행성이 존재할 가능성에 대한 관심이 높아졌습니다.
1. 계산과 예측으로 발견된 해왕성
1843년 케임브리지 대학의 존 애덤스는 천왕성 너머 미지의 행성이 존재할 것이라고 주장했습니다. 그러나 어린 학생이라는 이유로 영국 왕립 천문학자들에게 그의 의견은 무시되었습니다. 1845년 프랑스에서는 과학자 위르뱅 르베리에가 애덤스와 같은 결론을 얻어 학술지에 발표했습니다. 이후 1846년 독일의 요한 갈레는 이들이 예측한 위치에서 8등급의 별을 발견했고, 이는 곧 해왕성이었습니다. 해왕성 발견의 공로는 애덤스와 르베리에에게 돌아갔습니다.
해왕성의 대기는 천왕성과 매우 비슷하게 약 80퍼센트가 수소, 19퍼센트가 헬륨, 나머지는 메탄과 에탄 등으로 이루어져 있습니다. 대기 구성은 유사하지만 해왕성에서는 대기의 흐름이 천왕성보다 활발합니다. 이는 해왕성에서 회오리 형태의 대규모 소용돌이가 나타나며, 이를 대암점이라고 부릅니다. 해왕성의 평균 온도는 영하 214도로 매우 낮지만 방출하는 열이 태양으로부터 받는 열보다 많아 내부 열원이 존재함을 추측할 수 있습니다.
해왕성의 크기는 약 24,766km이며 질량은 약 1.02x1026kg입니다. 밀도는 1,638kg/m³로 천왕성과 비슷하며 내부 구조 또한 비슷할 것으로 추측됩니다. 목성과 토성과 달리 해왕성 내부에는 액체 금속 수소가 거의 없고, 메탄과 암모니아의 얼음이 존재하며 대기에는 메탄이 포함되어 있습니다. 해왕성의 내부 구조는 천왕성과 마찬가지로 수소와 헬륨의 함량이 적고 암석과 얼음이 존재할 것으로 추정됩니다.
2. 해왕성의 자전, 공전, 자기장과 고리
해왕성은 공전면에 비해 약 29.6도 기울어진 자전축을 가지고 있으며, 한 바퀴를 도는 데 약 16시간 8분이 소요됩니다. 해왕성은 태양으로부터 약 45억 km 떨어져 있으며, 궤도는 거의 원형에 가까워 공전 중 가장 멀어지거나 가까워지는 거리가 1억 km 정도밖에 차이가 나지 않습니다. 해왕성은 약 23.5 km/s의 속도로 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 163.7년이 걸립니다.
해왕성의 자기장은 지구의 약 0.4배 정도이며, 자전축과 자기축이 크게 기울어져 있는 특징이 있습니다. 고리는 천왕성의 고리 발견 방법과 비슷하게, 별빛의 밝기 변화를 통해 존재가 확인되었습니다. 직접 관측은 어렵지만 보이저 2호가 해왕성 고리를 촬영해 고리의 존재가 확실히 밝혀졌습니다. 해왕성 고리는 여러 개의 띠로 이루어져 있으며, 목성과 토성처럼 다양한 물질이 포함되어 있습니다.
3. 해왕성의 위성과 신화
해왕성은 여러 개의 위성을 가지고 있으며, 그 중 가장 큰 위성은 트리톤입니다. 트리톤은 1846년 윌리엄 러셀이 발견했으며 지름 약 2,710km, 질량은 약 2.16x1022kg입니다. 트리톤은 해왕성을 약 5.88일마다 한 바퀴 도는 공전주기를 가지고 있으며, 역행 공전이라는 독특한 특성을 지니고 있습니다. 보이저 2호 관측으로 트리톤 표면에는 질소 얼음 화산과 메탄, 암모니아 호수가 존재함이 확인되었습니다.
해왕성의 이름은 로마 신화의 바다의 신 넵투누스에서 유래했습니다. 그리스 신화의 포세이돈과 유사하며, 해왕성 주위를 공전하는 트리톤은 포세이돈의 아들 이름에서 따왔습니다. 또한 해왕성을 공전하는 다른 위성 중 하나인 네레이드는 바다의 요정 이름에서 유래했습니다. 해왕성과 위성들은 신화 속 바다의 신과 그 가족을 상징하며, 천문학적 발견과 신화적 의미를 동시에 지니고 있습니다.