1. 다이아몬드 비가 내리고 썩은 달걀 냄새가 진동하는 행성
우주 저 멀리 푸른빛을 띠는 차가운 행성, 천왕성은 겉으로 보이는 고요함과는 달리 상상조차 하기 힘든 비밀과 경이로움을 품고 있습니다. 마치 살아있는 퍼즐처럼 끊임없이 우리를 놀라게 하는 천왕성의 숨겨진 이야기들을 함께 탐험해 볼까요? 천왕성의 깊은 멘틀층에서는 놀랍게도 다이아몬드 우박이 쏟아집니다. 천왕성 대기의 메탄 성분이 엄청난 온도와 압력에 의해 분해되고, 여기서 떨어져 나온 탄소들이 뭉쳐 다이아몬드 결정이 되는 것이죠. 최근 SLC 국립 가속기 연구소의 실험을 통해 이 현상이 실제로 가능하다는 것이 증명되었어요. 만약 우리가 이곳에서 다이아몬드를 채취할 수 있다면 엄청난 부자가 될 테지만, 현실은 가혹합니다. 태양빛 한 점 없는 암흑과 단 1초 만에 몸이 찌그러지는 엄청난 압력 속에서 생존하기란 불가능하니까요. 더 놀라운 것은 천왕성의 지독한 냄새입니다. 만약 우리가 천왕성에 들어갈 수 있다면 아마 구역질을 하게 될 거예요. 200년 영국 옥스포드대 연구팀은 천왕성 대기 상층부에서 썩은 달걀 냄새의 주성분인 황화수소를 발견했습니다. 물론 냄새를 맡기도 전에 영하 200도의 극한 추위와 질식으로 목숨을 잃을 테니 냄새 걱정은 접어두셔도 좋습니다.
2. 옆으로 누워 굴러가는 천왕성의 미스터리한 자전
태양계 대부분의 행성들이 팽이처럼 수직으로 자전하는 것과 달리, 천왕성은 마치 공이 굴러가는 것처럼 옆으로 98도나 누워서 자전하고 있습니다. 이러한 기이한 자전 방식 때문에 천왕성의 계절은 상상할 수 없을 정도로 극단적이에요. 한쪽 극지방이 태양을 향하면 무려 42년 동안 해가 지지 않는 백야가 이어지고, 반대쪽 극지방은 같은 기간 동안 암흑의 밤이 계속됩니다. 천왕성이 왜 이런 독특한 자세를 취하게 되었을까요? 가장 유력한 가설은 태양계가 형성되던 초기에 지구보다 약 두 배 정도 무거운 거대한 천체와 꽝하고 충돌했기 때문이라는 것입니다. 이 엄청난 충돌로 천왕성은 자전축이 완전히 기울어졌고, 그 여파로 튕겨져 나간 파편들이 기울어진 적도면을 따라 고리를 만들고 그 안에서 위성들이 형성되었다고 과학자들은 추측하고 있습니다.
3. 태양계의 냉동창고, 천왕성의 예측 불가능한 폭풍
태양계에서 가장 추운 행성은 어디일까요? 태양에서 가장 멀리 떨어진 해왕성이라고 생각하기 쉽지만, 정답은 바로 천왕성입니다. 천왕성 상층 대기의 온도는 최저 영하 224도까지 떨어져 해왕성보다 훨씬 춥습니다. 그 이유는 천왕성이 내부열을 거의 방출하지 않는 “죽은 행성”처럼 차갑게 식어버렸기 때문인데요, 이 역시 과거의 거대 충돌로 인해 내부 구조가 뒤죽박죽 섞이면서 열 방출이 막혔거나, 초기 열을 우주로 모두 잃었을 것이라는 가설이 유력합니다. 겉보기에는 조용해 보이지만, 천왕성은 사실 매우 격렬하고 역동적인 행성입니다. 21년마다 바뀌는 계절의 영향으로 특정 시기가 되면 거대한 폭풍이 발생해요. 차가웠던 상층 대기가 태양빛에 서서히 달궈지다 임계점을 넘으면, 시속 900km에 달하는 엄청난 속도로 폭발하듯이 거대 폭풍이 형성됩니다. 2014년에는 직경 9000km에 달하는 초대형 폭풍이 관측되기도 했으니, 천왕성은 결코 지루한 행성이 아닙니다.
4. 이름에 얽힌 뒷이야기와 기묘한 대기 탈출, X선 발광의 미스터리
천왕성의 이름에는 재미있는 비하인드 스토리가 있습니다. 1781년 이 행성을 처음 발견한 윌리엄 허셜은 자신의 후원자인 영국 국왕 조지 3세에게 잘 보이기 위해 행성 이름을 ‘조지의 별’로 지으려 했죠. 하지만 다른 나라 천문학자들의 강력한 반대로, 결국 그리스 신화 속 하늘의 신인 ‘우라노스(Uranus)’로 결정되었습니다. 대신 천왕성의 위성들은 셰익스피어 희곡의 등장인물 이름(오베론, 티타니아, 퍽 등)을 따서 명명되며 영국 문학의 자존심을 지켰습니다. 또한 천왕성은 우주 공간에 주기적으로 ‘방귀’를 뀌고 있습니다. 2020년 NASA 연구팀은 보이저 2호 데이터 재분석을 통해 천왕성이 길이 20만km, 너비 40만km에 달하는 거대한 플라즈모이드(가스 거품)를 우주로 뜯어내는 현상을 발견했습니다. 이는 천왕성의 뒤틀린 자기장이 대기 중 수소 가스를 한 덩어리로 뭉쳐 우주 밖으로 내보내는 것으로, 천왕성이 대기를 조금씩 잃어버리는 이유를 설명해 주는 중요한 단서가 되었습니다. 게다가 천왕성은 X선을 미친 듯이 뿜어내는 신비로운 행성입니다. 단순히 태양에서 날아온 X선을 반사하는 것치고는 너무 밝아서 과학자들을 놀라게 했죠. 불안정한 자기장이 만드는 강력한 오로라, 혹은 고리 주변 입자들과 태양풍의 충돌이 이 여분의 X선 원인으로 지목되고 있지만, 정확한 이유는 여전히 연구 중입니다. 1986년 보이저 2호가 단 한 번 스쳐 지나간 것이 전부일 만큼 탐사가 어려운 천왕성. 앞으로 인류의 기술로 더 깊이 탐사하여 이 신비로운 행성의 모든 비밀을 밝혀낼 날을 기대해 봅니다.
