태양계를 담은 책

태양계가 200쪽의 책이라면
김항배 지음 / 세로북스 / 2020년 5월

 어려서부터 누구나 태양계를 표현한 매체를 자주본다. 과학교과서나 과학교양도서에서 혹은 만화나 영화에서 태양계는 자주 등장한다. 하지만 정확한 비율로 축소한 태양계를 표현한 것은 아무도 본적이 없을 것이다. 그러기엔 태양이 다른 행성들에 비해 너무나도 크고, 그러기엔 태양으로부터 떨어진 다른 행성들의 거리가 너무나도 멀다. 때문에 대부분의 태양계 축소 모형은 지구와 비슷할 정도로 태양의 크기가 작게 묘사되거나 태양계의 다른 행성들이 형제마냥 옹기종이 모여있기 마련이다. 어쩔수 없는 선택이라지만 이는 아무래도 사람에게 오개념을 심어준다. 

 그런 아쉬움을 누구나 갖고 있었을텐데 저자는 책장이 넘어간다는 책의 물성을 이용해 태양계를 200쪽의 책에 표현해냈다. 물론 엄밀히 말하면 태양계지만 너무나도 멀어 표현할수 없는 오르트구름대나 가이퍼대는 표현하지 못했다. 마지막 페이지에 설명만 있을뿐이지만 그외에 나머진 충실히 잘 재현되었다. 다만 항성과 행성간의 거리는 1000억분의 1로 축소한 반면 행성과 항성의 크기는 같은 비율로 축소하면 너무나도 작게되어 10억분의 1로 묘사했다. 

 첫장을 넘기면 태양계의 시작점인 태양이 광활히 무려 4쪽정도에 걸쳐 펼쳐진다. 넘겨도 넘겨도 이글이글한 태양이다. 태양은 태양계 질량의 99.86%나 차지하니 이는 당연하기도 하다. 태양의 표면온도는 무려 5500도에 달하고 초당 4*10의 26승 J의 에너지를 뿜어낸다. 이는 우리를 움직이게 하는 근원이다. 

 좀 더 가보면 화성이 나온다. 화성은 지구나 금성보다 작고 질량도 적은데 이는 아무래도 목성에 의해 질량을 많이 빼앗겨 충분히 성장할 만한 물질이 적었기 때문으로 추정된다. 목성은 과거 화성근어체 있었던 것 같다. 화성엔 남극의 극관에 물이 있는데 이게 다 녹으면 무려 화성을 11km 깊이로 덮어버릴 정도의 물이다. 화성이 지구보다 작아 단순비교하기 어렵지만 지구만큼의 물을 갖고 있는 것 같다. 화성과 목성 사이에는 소행성대가 있는데 화성과 목성의 중력에 궤도공명을 일으켜 틈새를 갖고 있다. 이 소행성대는 목성의 강한 중력에 의해 붙잡혀 있어 태양의 중력에 의해 지구방향으로 소행성이 침투하는걸 막아준다. 

 목성은 매우 큰 행성인데 태양계에서 상당히 떨어진 이곳에 이리 큰 질량을 가진 행성이 있는게 다소 의외다. 이는 동결선때문인데 동결선은 글자그대로 물질이 태양의 에너지로인해 액체가 기체상태로 존재가능한 지점이다. 대충 태양계에선 5AU정도의 거리인데 동결선 안의 물질은 기화되어 태양풍에 의해 동결선 밖으로 점차 이동하게 된다. 동결선 안엔 이안에서도 고체로 존재하는 무거운 물질들이 남게되고 암성형 행성인 수성, 금성, 지구, 화성을 형성한다. 기체들은 동결선 밖에 모여 뭉치는데 이게 목성이다. 그래서 목성의 위치는 거의 동결선 바로 바깥이다. 목성 근처엔 라그랑주 지점이란게 있다. 이는 태양과 목성의 중력이 서로 균형을 이루어 물체들이 잡혀있는 부분인데 총 5개지점이 있어 소행성대를 형성한다. 목성의 위성중 하나인 유로파는 표면이 얼음이가 깊은 액체의 바다를 갖고 있는 것으로 추정된다. 대기 역시 옅은 산소이고 바다가 깊어 지구보다 물의 양이 많다. 목성의 기조력에 의해 지열작용이 활발해 생명이 있을 가능성이 가장 높다.

 영화 마션을 보면 멧데이먼의 생존을 알고 그를 구출하기 위해 대원들이 우주선을 돌리기로 결정한다. 이때 한 젊은 청년의 아이디어로 우주선의 속력을 높이게 되는데 이는 '스윙 바이'의 원리다. 스윙바이의 원리는 물체가 a라는 속도로 가만히 있는 다른 물체에 충돌하면 반작용으로 같은 속도로 반대방향으로 나가게 된다는 원리를 이용한 것이다. 이 경우 물체가 a라는 속도로 반대방향으로b라는 속도로 움직이는 물체와 충돌하면 가만히 있는 관찰자가 보기엔 무려 a+2b의 속도로 나아가게 되는 것이다. 이를 이용해 태양의 중력에 의해 공전하는 행성의 진행방향 뒤로 접근해서 나아가면 이 중력에 의해 속도가 증폭된다. 실제 보이저1,2,호는 목성과 토성의 중력을 이용해 태양계 탈출속도를 얻어 내었으며 수성을 관찰하는 우주선은 태양으로 빨려드는 속도를 줄이기 위해 오히려 수성의 공전진행방향 앞으로 접근해 속력을 줄였다. 

 책을 넘기다보면 무려 4페이지에 달하는 태양의 크기, 그리고 열장 가까이를 넘겨서야 다음 행성이 나오는 태양계의 텅빔. 그리고 빈 페이지를 과학적 상식으로 알차게 채워주는 태양계 이야기를 만날수 있다. 멀고 신비롭고 말도 안되는 우주를 아는 것도 재밌지만 내가 속해있는 태양계부터 제대로 아는게 맞는 것 같다. 태양계에서 가장 가까운 항성계도 무려 4광년이나 떨어져있고, 우리가 40여년전에 쏘아보낸 보이저들도 아직 태양계를 빠져나가지 못했으니 말이다.