우주

#해왕성

14건의 기사

New Horizons deputy project scientist John Spencer of the Southwest Research Institute (SwRI), Boulder, CO discusses what they hope to learn from the flyby of Ultima Thule, Monday, Dec. 31, 2018 at Jo
행성과학·태양계

천왕성과 해왕성, 쌍둥이처럼 보이지만 기원은 전혀 다르다

국제 연구팀은 2026년 10월 19일(현지시각) 학술지 Astronomy & Astrophysics에 천왕성과 해왕성의 기원이 서로 크게 다르다는 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 칠레 아타카마 대형 밀리미터·서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)의 새로운 관측을 포함해 두 행성의 대기를 분석했고, 해왕성 대기가 천왕성보다 산소가 풍부해 탄소-산소(C/O) 비율이 다르다는 점을 확인했다. 일산화탄소(CO) 같은 화학적 추적자를 원시행성계 원반 모델과 비교한 결과, 천왕성은 현재 위치에서 형성됐지만 해왕성의 구성 물질은 태양에 훨씬 가까운 곳에서 만들어진 뒤 바깥쪽으로 이동했다는 결론이 나왔다. 공동저자인 사우스웨스트연구소(SwRI)의 올리비에 무시(Olivier Mousis)는 두 행성이 "쌍둥이보다는 매우 다른 역사를 가진 사촌에 가깝다"고 설명했다. 다만 연구팀은 탐사선을 통한 현장(in situ) 대기 관측이 불가능해 한계가 있다고 인정했으며, NASA가 향후 10년 내 발사를 계획한 천왕성 궤도선·탐사선(Uranus Orbiter and Probe) 같은 임무의 중요성을 강조했다.

EarthSky

NASA Voyager 2 spacecraft flew by Triton, a moon of Neptune, on August 25, 1989. This frame from a video using Voyager data recreates that exciting encounter.
행성과학·태양계

초이온 상태 H₂O의 양성자 열전효과로 천왕성·해왕성 자기장 생성 설명하는 연구

천왕성과 해왕성의 기울어진 다극 자기장 기원을 설명하기 위해, 연구진은 딥러닝과 제1원리 분자동역학(ab initio molecular dynamics)으로 얼음 맨틀의 주요 상(相)으로 확인된 초이온 상태 H₂O 얼음의 열·양성자 수송 특성을 조사했다. 그 결과 초이온 H₂O 얼음에서 뚜렷한 양성자 열전효과가 나타나, 최대 제벡 계수(Seebeck coefficient)가 천왕성 내부에서 약 620 μV K⁻¹, 해왕성에서는 570~585 μV K⁻¹ 범위로 계산됐다. 얼음 맨틀의 온도 구배가 양성자 이동을 유발해 자기장 생성을 구동할 수 있다는 것이다. 연구진은 평균장을 근사하는 쌍극자 가정 하에서 두 행성의 평균 쌍극 자기장 세기 차이를 내부 온도 구배 차이만으로 설명할 수 있고, 예측된 평균 자기장 세기가 보이저 2호(Voyager 2) 관측값과 비슷한 수준이라고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

행성과학·태양계

암모니아-수소 상평형 시뮬레이션: 천왕성·해왕성에서 암모니아 '비'가 내릴 가능성

밀도범함수이론(DFT) 계산으로 학습시킨 머신러닝 원자간 포텐셜을 이용해 500~4000K, 0.1~100GPa 조건에서 암모니아-수소 계의 2상 공존 시뮬레이션을 수행한 연구다. 임계온도는 압력과 함께 상승해 0.1GPa에서 500K, 30GPa 부근에서 2000K에 이르며, 3000K와 4000K에서는 100GPa까지 상분리가 나타나지 않았다. 예상되는 행성 외포층 조성에서는 상경계가 기존에 발표된 천왕성·해왕성의 열적 프로파일에 근접하거나 교차하는데, 이는 두 행성에서 현재 암모니아가 비처럼 내리고 있을 가능성을 시사한다. 반면 TOI-270 d와 같은 따뜻한 서브넵튠에서는 암모니아와 수소가 모든 비율로 섞일 것으로 보인다. 연구진은 기존 연구들과 함께 행성이 식어가면서 규산염, 물, 암모니아가 순차적으로 수소로부터 분리된다는 점을 제시했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

행성과학·태양계

해왕성 평균운동공명의 포획 능력 수치 추정 II: 이심률과 궤도경사의 영향

해왕성 이동(migration) 과정에서 평균운동공명(MMR)이 소천체를 포획하는 능력을 기존 평면 모델에서 3차원으로 확장해, 소천체의 이심률(e)과 궤도경사(i)의 영향을 분석한 연구다. 서로 다른 이동 속도에 대한 수치 시뮬레이션으로 12개 MMR의 포획 확률 분포를 e-i 평면에서 구했으며, i가 커지면 '필연적 포획 영역'이 좁아지고 포획에 필요한 e 하한이 높아지는 반면 포획 가능한 e 상한은 넓어질 수 있다고 밝혔다. 공명 차수가 3에 이르면 e-i 평면이 공명각 유형과 밀접한 여러 영역으로 분화되며, i가 지배하는 영역이 나타나 3차 MMR이 높은 경사로부터 가장 이득을 보고 혼합형 공명 천체를 가질 가능성이 가장 크다고 설명했다. 가상의 미행성 분포를 적용한 계산에서는 차가운 원반이 강한 MMR에 유리하고, 뜨거운 원반은 MMR 간 및 이동 속도 간 차이를 줄이는 것으로 나타났다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A person using a telescope under a vast, star-filled night sky with a silhouette effect.
관측·천문현상

해왕성, 2026년 충 도달 — 9월 말 관측 최적기

태양계 가장 바깥쪽 얼음 거대행성인 해왕성이 2026년 충(opposition)에 도달한다. 해왕성은 해가 질 때 반대편에서 떠올라 자정 무렵 남쪽 높은 곳에 자리하므로, 2026년 9월 말은 해왕성을 직접 관측하기에 이상적인 시기다.

Universe Today

This montage of images of the planets visited by NASA's Voyager 2 was prepared from an assemblage of images taken by the 2 Voyager spacecraft. https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01483
천문·천체물리

해왕성 발견 180주년 — 망원경이 아닌 수학으로 찾아낸 최초의 행성

태양계 가장 바깥쪽 주요 행성인 해왕성은 1846년 9월 23일 발견됐으며, 하늘을 관측하는 것만이 아니라 수학 계산으로 찾아낸 최초의 행성이다. 천왕성이 예측 궤도에서 벗어나는 현상을 설명하기 위해 프랑스의 위르뱅 르베리에(Urbain Le Verrier)와 영국의 존 코치 애덤스(John Couch Adams)가 각자 독립적으로 미지의 행성 위치를 계산했고, 르베리에의 예측값을 받은 요한 고트프리트 갈레(Johann Gottfried Galle)가 베를린 천문대에서 해왕성을 찾아냈다. 실제 위치는 르베리에의 예측에서 1° , 애덤스의 예측에서 12° 떨어져 있었다. 발견 이후 르베리에와 애덤스 중 누가 진짜 발견자인지를 두고 프랑스와 영국 사이의 정치적 긴장까지 얽힌 국제적 논쟁이 벌어졌으나, 오늘날에는 두 사람과 갈레가 함께 공로를 인정받는다. 한편 갈릴레오는 1612년 초기 망원경으로 해왕성을 기록했지만 항성으로 여긴 것으로 보인다.

EarthSky

Our solar system features eight planets, seen in this artist’s diagram. This representation is intentionally fanciful, as the planets are depicted far closer together than they really are.
행성과학·태양계

해왕성 최내측 위성 '나이아드'의 장기 생존에 제기된 난제들

나이아드-탈라사의 73:69 평균운동 공명은 두 위성이 10억 년 이상 공존해 왔음을 시사하는데, 연구진은 나이아드의 장기 생존을 위협하는 세 가지 요인(조석 파괴, 태양 중심 천체의 충돌, 행성 중심 파편에 의한 폭주 충돌 침식)을 분석했다. 나이아드의 공칭 밀도 약 0.8 g/cm³와 길쭉한 형태는 자체 중력만으로는 뭉쳐 있을 수 없음을 뜻하며, 조석 파괴를 피하려면 10 kPa 이상의 응집 강도가 필요하다(밀도가 1.3 g/cm³ 이상이면 이 제약은 완화된다). 또한 작고 파괴적이지 않은 충돌조차 매우 짧은 시간 안에 행성 중심 파편에 의한 폭주 침식을 유발할 수 있어, 이 '준이차(sesquinary) 파국'을 피하려면 수 MPa 이상의 충돌 강도가 요구되는데 이는 트리톤 포획 이후 재집적된 '잔해 더미'라는 기존 해석과 조화되기 어렵다. 연구진은 나이아드가 작은 고리 위성들 가운데 물리적으로 이례적인 천체, 즉 대체로 결합된 단일 암체 조각일 가능성을 제기하며 해왕성 내측 위성계에 대한 이해가 여전히 부족하다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

행성과학·태양계

명왕성족 천체 섭동 계산을 위한 준해석적 '고리-호(Ring-Arc)' 모델 제안

해왕성의 2:3 평균운동 공명은 명왕성족(Plutino) 천체의 비대칭적 공간 분포를 만들어내는데, 연구진은 기존 9,000개 질점(point mass) 호 모델의 높은 계산 비용을 줄이기 위해 중력 퍼텐셜로 기술되는 준해석적 고리-호 모델을 개발했다. 이 모델은 바깥쪽 고리 하나와 안쪽 호 두 개로 구성되며, 관측된 명왕성족 천체와 이론적 샘플링에서 매개변수를 도출했다. 수치 시뮬레이션 결과 태양-해왕성 및 태양-토성 거리에 대한 섭동이 50년에 걸쳐 9,000개 질점 모델과 4% 이내로 일치했고, 편향 보정된 명왕성족 개체군과의 비교에서는 단순 고리 모델보다 우수한 성능을 보였다. 연구진은 이 방식이 역학적 특성을 유지하면서 계산 효율을 크게 높여 천체력(ephemeris) 모델링에 활용될 수 있다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Mars view with craters and rocky terrain of the planet.
행성과학·태양계

천왕성·해왕성, '얼음 거대행성' 아닌 '마그마 바다 행성'? 새 내부구조 모형 제시

천왕성과 해왕성은 통상 휘발성 물질이 풍부한 '얼음 거대행성'으로 해석되며 대부분의 내부 모형이 이 가정에 기반한다. 새 arXiv 논문은 두 행성의 반지름, 밀도, 중력 조화항, 규격화 관성모멘트, 고유 광도, 대기 조성의 주요 특징이 초임계 상태의 수소가 풍부한 마그마 바다 위를 H2가 풍부한 외피가 덮은 내부 구조와도 일치한다고 제시했다. 연구진은 각 행성당 3개의 맞춤 변수만으로 이 결과를 얻었으며, 태양계의 얼음 거대행성은 '마그마 바다 거대행성'으로 이해하는 편이 낫고 그 기원이 서브넵튠(가스 왜성) 행성과 유사하다고 주장했다. 이에 따라 천왕성과 해왕성은 서브넵튠의 구조 모형과 물질 물성을 검증할 수 있는 접근 가능한 사례가 될 수 있다고 덧붙였다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Digitally generated image of planet Uranus with rings in outer space.
행성과학·태양계

천왕성과 해왕성의 상반된 C/O 비율, 서로 다른 진화 경로의 단서인가

연구진은 대기 구조의 위도별 변화와 화학 반응 속도의 불확실성을 반영해 1차원 열화학·확산 모델을 유사 2차원 모델로 확장하고, 상부 대류권의 일산화탄소(CO) 관측값에 맞춰 두 얼음 거대행성의 심층 O/H 및 C/O 비율을 추정했다. 천왕성은 대류권 메탄만 변화시켰을 때 O/H가 원시태양 대비 약 47~57배, 연직 혼합계수(Kzz)까지 변화시키면 약 62~177배로 나타났고, 해왕성은 각각 약 182~215배와 약 222~342배로 천왕성보다 산소 함량이 더 풍부했다. C/O 비율은 천왕성이 약 0.06~0.52, 해왕성이 약 0.02~0.12로 산출됐으며, 원시행성계 원반 모델과 비교한 결과 두 행성이 서로 다른 형성 또는 진화 경로를 거쳤을 가능성이 제시됐다. 화학 반응망의 불확실성은 산출된 산소 범위의 최대 약 10% 수준으로 영향이 상대적으로 작았다. 연구진은 이 결과가 향후 천왕성 궤도선·탐사선(Uranus Orbiter and Probe) 임무의 진입 위도를 선정하는 틀을 제공한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

The Centaur upper stage of the Titan IV expendable launch vehicle that will propel the Cassini spacecraft to Saturn and its moon Titan is transported from the Skid Strip at Cape Canaveral Air Station
관측·천문현상

NASA 2026년 9월 밤하늘 관측 가이드: 금성 최대 밝기와 수확의 달

NASA가 2026년 9월 밤하늘 관측 정보를 공개했다. 9월 14~20일에는 달을 길잡이 삼아 전갈자리의 붉은 별 안타레스와 궁수자리의 '찻주전자(Teapot)' 별무리를 찾을 수 있으며, 어두운 하늘에서는 우리은하 중심 방향을 볼 수 있다. 9월 18일 저녁 서쪽 하늘에서 금성이 이번 저녁 출현 기간 중 최대 밝기에 도달하고, 9월 19일에는 '세계 달 관측의 밤(International Observe the Moon Night)'이 열린다. 9월 22일은 추분으로 북반구는 가을, 남반구는 봄이 시작된다. 9월 26일에는 해가 진 직후 동쪽에서 떠오르는 수확의 달(Harvest Moon) 옆에 토성과 해왕성이 넓은 삼각형을 이루는데, 약 8등급인 해왕성은 맨눈으로 보기 어려워 쌍안경이나 망원경이 필요하다.

NASA

A captivating view of a green planet set against a starry space backdrop.
행성과학·태양계

해왕성 위성 트리톤 내부 구조 탐사, 자기·플라스마·지진 측정 통합 프레임워크 제안

연구진은 해왕성 최대 위성 트리톤의 내부 바다 두께와 전도도를 규명하기 위해 'PlanetProfile', 'MoonMag', 'SWMF', 'TritonSeis' 네 가지 계산을 연결한 통합 탐지·해석 개념을 제시했다. 분석 결과 자기 유도 신호는 바다 층 두께보다 전도도에 훨씬 민감했으며, 우주 전류(space current)에 의한 자기장은 내부 유도 신호와 진폭이 비슷한 수준이었다. 5개 관측소를 가정한 합성 복원 시험에서 얼음층과 바다의 경계 깊이를 각각 오차 +8.4%, -12.5%로 1차 근사 복원했고, 보수적 잡음 가정에서 진앙거리 100~1,000km 기준 최소 탐지 규모는 약 3.8~4.6으로 나타났다. 연구진은 쿨롱 게이지 푸아송 재구성과 전 과정 지진 복원이 트리톤에 대해 처음 정량적으로 시연된 사례라고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Combined 300 photos (each 20s exposure, with 10s pause) to make this The super bright pixel (mid centre) is Mars; and the bright blob at the top was the moon (which moved out of shot during the acq
행성과학·태양계

다이아몬드를 녹여 얼음 거대행성의 비밀을 풀다…LLNL, 20년 미스터리 규명

미국 로런스리버모어 국립연구소(LLNL) 물리학자들이 해왕성과 천왕성 같은 얼음 거대행성 내부에서 '다이아몬드 비'가 내리게 하는 과정을 처음으로 실험실에서 재현했다고 학술지 네이처 피직스(Nature Physics)에 발표했다. 연구팀은 이 성과가 20년 된 과학적 난제를 해결했으며, 해왕성 내부에서 다이아몬드 비를 만드는 것과 같은 물리 현상이 핵융합 에너지 출력을 3배로 늘리는 데도 도움이 될 수 있다고 밝혔다.

Universe Today

This illustration of NASA's Voyager 2 spacecraft shows the location of the onboard science instruments that are still operating: the magnetometer, the cosmic ray subsystem, the plasma science experime
행성과학·태양계

보이저 2호의 해왕성 근접 통과 37주년…인류의 처음이자 유일한 방문

1989년 8월 25일 NASA의 보이저 2호(Voyager 2)가 해왕성을 근접 통과하며 태양계 8번째 행성의 첫 근접 영상을 인류에게 전했고, 이후 지금까지 해왕성을 찾은 탐사선은 없다. 이 비행은 목성·토성·천왕성·해왕성 등 4개 거대 행성을 모두 근접 탐사한 '그랜드 투어'의 마지막 여정이었으며, 보이저 2호는 대흑점(Great Dark Spot)을 관측하고 새로운 위성 6개와 고리 4개를 발견했다. 최대 위성 트리톤(Triton) 근접 비행에서는 지질학적으로 젊은 표면과 활동 중인 간헐천이 확인됐으며, 표면 온도는 영하 391도 화씨(섭씨 영하 235도)로 보이저가 관측한 자연 천체 중 가장 낮았다. 해왕성 조우 당시 지구에서 약 29억 마일(47억km) 떨어져 있던 보이저 2호는 현재 133억 마일(214억km) 거리에 있고, 보이저 1호는 159억 마일(256억km) 지점을 지나고 있다. 두 탐사선은 방사성동위원소 열전기 발전기의 출력이 매년 약 4와트씩 줄어드는 가운데 23와트 송신기로 성간 공간에서 관측 자료를 보내오고 있다.

EarthSky