별 보고싶다

제9행성을 찾기 어려운 이유는 단순히 지구와의 거리가 매우 멀기 때문입니다. 따라서 실제 존재하는지 여부 또한 아직도 미스테리인 것이죠.

스스로 빛을 발하는 항성이 아니기 때문에, 이 행성을 관측하려면 태양빛이 반사된 것을 봐야합니다. 태양빛이 행성까지 도달할때까지 거리(태양-제9행성)의 제곱에 반비례하게 밝기가 감소합니다.

이 빛이 지구에 다시 도달하여야하므로, 한번더 거리(지구-제9행성)의 제곱에 반비례하게 밝기가 감소합니다. 태양-지구 간 거리는 매우 짧으므로 두 거리를 같다고 놓으면 대략 거리의 네제곱에 반비례하게 밝기가 감소함을 알 수 있습니다.

제9행성은 현재 계산상 200 AU ~ 1200 AU 사이의 궤도를 돈다고 추정됩니다. 케플러법칙에 따라 이렇게 긴 타원 궤도를 도는 행성은 대부분의 시간을 원일점 근처에서 보내게 됩니다. 즉 거리가 1000 AU라고 가정을 하고 천왕성과 비슷한 반사율이라고 가정을 하면, 천왕성은 약 20 AU 쯤 존재하므로 거리가 50배가 됩니다. 따라서 지구에서 보는 밝기는 625만배 어둡게 됩니다.

이는 등급으로 바꾸면 17배 어두운 것과 같습니다. 대략 실시등급 22.5정도이며 관측을 통해 행성임을 구별하긴 너무 어려운 밝기입니다. 이 밝기인 몇몇 소행성은 관측 및 구분이 가능하나, 이는 아주 빠르게 움직여서 티가 나기 때문입니다. 제9행성은 지구에서 볼 때 움직임도 매우 느리기 때문에, 우리 은하에 존재하는 수많은 22.5등급 밝기의 그냥 이름없는 하나의 별과 구분하긴 어렵습니다.

A.

우리 은하의 중심이라 함은, 우리 은하 전체가 어디를 기준으로 공전하느냐로 정의할 수 있겠죠. 천문학에서는 중심이 되는 기준점을 barycenter라고 합니다. 보통 '질량중심'으로 번역됩니다. 개념적으론 중력의 영향에 대한 중심점(gravitational point) 정도 이해하시면 됩니다.

많은 사람들이 우리 은하의 중심에는 초거대블랙홀(supermassive blackhole)인 Sattigarius A*이 있다고 생각합니다. 물론 중심 근처에 블랙홀이 있긴 하지만, 블랙홀 자체가 중심점은 아닙니다. 즉 블랙홀을 기준으로 우리 은하의 천체들이 공전하는 것은 아닌 셈이죠.

참고로 은하 중심에 있는 초거대블랙홀은 은하의 질량에 비하면 매우 미미한 존재입니다. 중심에 초거대블랙홀이 없는 은하도 많습니다. 

여튼 우리 은하는 중심 블랙홀 근처 어딘가에 우리 은하의 barycenter가 있으며, 현재로썬 별다른 천체없이 빈 공간일 것으로 추측됩니다. 이 곳을 중심으로 우리 은하의 모든 천체가 공전하게 됩니다.

태양계 또한 비슷합니다. 태양계 전체의 barycenter는 태양의 중심점이 아니라, 약간 다른 곳에 존재합니다. 

태양계 행성들의 공전으로 인해 질량 분포가 바뀌기 때문에 (주로 목성의 영향이 큼), barycenter 역시 계속 변화하게 됩니다.

태양계의 모든 천체가 이 점을 기준으로 공전합니다. 태양 또한 이 barycenter를 기준으로 공전하게 되며, 따라서 귀엽게 살짝살짝 흔들리면서 공전을 합니다.

A.

화물 우주선(cargo vessel)이 ISS에 도착해 도킹을 하면, 지구로부터 싣고온 화물이 내려짐과 동시에 ISS에 있던 쓰레기들이 화물 우주선에 실리게 됩니다. 이때 배설물 등이 포함이 되죠.

그후 분리된 화물 우주선은 대기 중으로 버려집니다. 우주화물선은 방열장치(heat shield)가 없기 때문에, 대기 진입 과정에서 모두 타버리게 됩니다. 모든 것이 증발돼버려서 지표면에는 어떤 것도 떨어지지 않습니다. 그래도 혹시 몰라서 보통 바다 한가운데로 버려집니다.

우리가 마시는 공기 중에는 소각된 ISS 승무원의 배설물이 포함된 것이죠! ㅎㅎ

A. 2020/02/27

태양은 1초에 질량 약 430만톤을 빛 에너지의 형태로 바꾸고 있습니다.  히로시마에 떨어졌던 원자폭탄 6조개에 맞먹는 에너지이니 어마어마한 양이죠. 하지만 태양의 전체 질량과 비교하면 어떨까요? 정말 아무것도 아닙니다!

태양의 질량은 2 x 10^27 정도인데요, 이정도의 전체질량에 비하면 지금 우주의 나이보다 10배가 더 지나더라도 질량 손해는 채 1% 뿐이 안됩니다.

부수적으로 태양은 태양풍을 통해서도 질량을 계속 잃고 있는데요, 처음 말했던 radiation에 의한 영향의 약 1/3 정도인 초당 150만톤 정도입니다. 

이 둘을 합친다하여도, 태양의 수명 동안 잃게 될 질량은 전체의 0.1%도 되지 않습니다.

재밌는 것은 태양의 수명이 다할 때 쯤이면 이러한 질량 손실이 가속화됩니다. 태양이 점점 부풀어올라서 더 많은 열을 방출하며, 결국엔 그 연료를 다 잃고 천천히 식어가는 백색왜성(white dwarf)로 변하게 됩니다.

출처: https://qr.ae/pNn56g