보이저 2호로 재조명된 천왕성의 특징
목성과 토성을 관측한 보이저 2호는 태양계 제7의 행성인 천왕성에 아주 가깝게 접근하여 푸른 가스행성의 참모습을 드러나게 하였습니다. 보이저 2호는 천왕성 표면의 모습과 고리, 그리고 위성들의 선명한 화상을 차례로 지구로 전송해 왔습니다. 그것은 인류가 처음 대하게 되는 아주 흥미진진한 광경이었습니다. 자세한 데이터 관측은 공표되지 않았지만 현재까지 알려진 데이터의 양만 해도 엄청납니다. 그것은 윌리엄 허셜이 1781년 천왕성을 발견한 이래 오늘에 이르기까지 축적된 정보량을 훨씬 웃도는 정도입니다. 29억 킬로미터나 되는 멀고 먼 거리에 있는 천왕성에 대한 이야기를 이어나가도록 하겠습니다. 천왕성의 코어는 암석과 철, 니켈의 합금으로 이루어져 있으며 천왕성의 코어를 감싸는 멘틀의 수소와 메탄으로 구성되어 있습니다. 맨틀 위를 덮고 있는 것은 헬륨과 메탄을 포함한 수소입니다. 천왕성의 고리 사이의 공간에도 입자가 얇게 분포되어 있으며 1m 크기의 입자는 겹치는 일 없이 공간을 메우고 있는 것으로 확인하였습니다. 천왕성의 고리는 토성을 고리보다 얇고 가늘며 어둡습니다. 천왕성이 어둡다는 이유로는 반사율이 극히 나쁘다는 데 있습니다. 보이저 2호가 천왕성에서 강한 방사선대를 발견할 때까지는 이것이 큰 수수께끼의 하나로 되어 있었습니다. 그 수수께끼는 토성 고리는 얼음 입자로 되어 있는데 천왕성 고리는 왜 얼음 입자로 되어 있지 않느냐는 것이었습니다. 방사선대가 존재하면 고리 입자는 강한 방사선을 쬐게 되는데 예컨대 메탄과 같은 탄소와 수소의 화합물에서는 원소 사이의 결합력이 파괴되어 수소는 우주 공간으로 달아나고 탄소만이 모이게 됩니다. 이렇게 되면 고리 입자가 메탄의 얼음이었다고 하여도 표면에는 탄소가 모이게 되어 밖에서 보면 어둡다는 결론이 됩니다. 보이저 2호의 관측에서 천왕성 고리는 토성 고리에 비하면 훨씬 얇다는 것도 밝혀졌습니다. 그 두께는 수십 미터로서 고리 입자의 수십 개분의 두께밖에는 되지 않는 것입니다. 토성의 고리는 밝고 그 폭이 넓은 데 비하여 천왕성의 고리는 어둡고 그 폭이 매우 좁습니다.
천왕성을 둘러싼 위성들의 모습
보이저2호의 관측 이전에는 천왕성의 본체에 대하여 아는 바가 거의 없었습니다. 다섯 개의 주요 위성 오베론, 타이타니아, 움브리엘, 아리엘, 미란다의 크기와 질량도 어림잡고 있는데 지나지 않았습니다. 이번의 관측에서 그 지름이 밝혀져 보다 정확한 밀도의 값이 추정되었습니다. 그들의 지름은 모두 지구의 달보다도 작습니다. 모두 얼음과 암석으로 되어 있으며 밀도면에서 본다면 토성의 위성보다는 목성의 갈릴레오 위성 (이오, 에우로파, 가니메데, 칼리스토)에 가깝습니다. 타이타니아는 지름이 1600킬로미터 비중이 2.7 정도입니다. 지표는 크레이터로 덮여 있으나 큰 협곡도 있습니다. 오베론은 지름이 1630킬로미터, 비중이 2.5 정도입니다. 움브리엘은 지름이 1110킬로미터, 비중 1.4 정도입니다. 주요 5대 위성중 가장 어둡습니다. 상부의 도넛형 지형은 다중 고리 모양의 크레이터입니다. 아리엘은 지름 1330킬로미터, 비중 1.3 정도입니다. 지표에는 무수한 골짜기가 파여있습니다. 격심한 내부활동 때문에 이러한 지형이 생긴 것으로 생각됩니다. 미란다는 지름이 500킬로 미터 정도의 작은 전체인데 이 표면에는 심한 지질 활동의 증거가 다양하게 남아있습니다. 천왕성의 5대 위성을 크기와 반사율이 동일한 조건하에 비교하면 왼쪽의 미란다가 제일 작고 가운데 움브리엘은 희미하게 보일 정도로 어둡습니다. 보이저 2호는 이들 위성의 표면에 크레이터가 있다는 것을 밝혔고 그 밖에 10개의 위성을 새로 발견하였습니다. 고리 바깥쪽에 새로운 위성 3개를 추가적으로 발견하였습니다. (1986 U1, 1986U3,1986U4입니다.) 이 중 1986U1이 가장 크지만 지름은 90킬로 미터 정도입니다. 보이저 2호는 천왕성 관측의 임무를 마치고 해왕성을 향했습니다. 보이저 2호가 새로운 임무를 띠고 천왕성을 떠나 해왕성에 도달하는 데는 3년이 걸립니다.
