우리는 모두 우주가 시원하다는 것을 알고 있지만, 태양계의 어떤 곳은 말 그대로 다른 곳보다 더 시원합니다. 태양의 뜨거운 열기부터 오르트 구름의 얼어붙은 바깥쪽까지, 우주에는 매우 다양한 온도가 존재합니다. 다음은 태양계에서 가장 뜨거운 곳과 차가운 곳의 목록입니다.
태양계에서 가장 뜨거운 곳
태양
짐작할 수 있듯이 태양은 태양계에서 가장 뜨거운 곳이라는 타이틀을 가지고 있습니다. 태양의 중심부는 섭씨 약 1,500만도(화씨 2,700만도)의 온도에 도달하여 지구에서 우리가 의지하는 온기를 공급합니다.
태양의 가장 큰 미스터리 중 하나는 코로나라고도 불리는 태양의 외부 대기가 표면보다 훨씬 더 뜨겁다는 것입니다. 코로나는 섭씨 1백만도(화씨 2백만도) 이상으로 가열되는 반면, 표면 온도는 섭씨 5,800도(화씨 약 10,000도)로 비교적 차갑게 유지됩니다. NASA의 파커 태양 탐사선은 이 현상을 이해하기 위해 내부에서 코로나를 연구하고 있습니다.
Io
목성의 주요 위성 중 하나인 이오는 태양의 열 때문이 아니라 극심한 화산 활동으로 인해 태양계에서 표면 온도가 가장 높습니다. 이 비교적 작은 위성은 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 곳으로, 약 400개의 활화산이 표면에 흩어져 있습니다.
이 화산들은 용암과 가스를 분출하며 때로는 섭씨 1,000도(화씨 1,832도) 이상의 온도에 도달하기도 합니다.
이오는 목성 주변의 편심 궤도로 인해 발생하는 내부 마찰로 인해 열을 얻습니다. 이오가 목성에 가까워지고 멀어짐에 따라 중력의 썰물과 밀물이 달의 모양을 왜곡합니다. 이 압박과 스트레칭은 마찰을 일으킵니다. 이오 내부에서는 이 모든 마찰로 인한 열이 암석을 녹여 마그마로 만들기에 충분합니다.
지구의 화산도 매우 뜨거운 용암을 생성하지만, 지구의 화산 폭발은 이오만큼 빈번하지는 않습니다. 그래서 목성의 작은 화산 위성인 이오가 뜨거운 용암의 세계라는 범주에서 지구를 앞서는 것입니다.
금성
금성은 태양에서 가장 가까운 행성은 아니지만 태양계 행성 중 가장 뜨거운 표면을 가지고 있습니다. 금성 표면의 온도는 섭씨 460도(화씨 860도)에 달할 수 있습니다. 이는 납을 녹일 정도로 뜨거운 온도입니다.
이러한 뜨거운 온도는 주로 이산화탄소로 구성된 금성의 두꺼운 대기 때문에 발생합니다. 지구의 기후 변화에서 이산화탄소의 역할에서 알 수 있듯이 이산화탄소는 온실가스입니다. 태양의 빛이 금성을 가열하면 대기 중의 이산화탄소에 갇혀 열이 우주로 효율적으로 방출되지 못합니다. 이로 인해 금성은 극적으로 가열됩니다.
태양계에서 가장 차가운 곳
오르트 구름
논리적으로 태양에서 멀어질수록 더 추워지는 것은 당연한 이치입니다. 그렇기 때문에 태양에서 약 2,000~100,000 천문 단위(평균 태양-지구 거리, AU라고도 함)에 이르는 얼음 천체 그룹인 오르트 구름은 태양계에서 가장 추운 환경을 가지고 있을 가능성이 높습니다.
이러한 천체들을 직접 가까이에서 연구한 적은 없지만, 태양계 내부에는 가끔 오르트 구름에서 혜성이라는 천체가 방문하기도 합니다.
아직 오르트 구름에 있는 물체의 온도를 직접 측정할 수는 없지만, 이론적으로 계산해 보면 이 지역 바깥쪽의 물체는 절대 영도(가장 추운 온도)보다 몇 도 더 높을 수 있다고 합니다.
아로코스
우주선이 지금까지 방문한 가장 먼 천체는 명왕성 너머 카이퍼 벨트에 위치한 해왕성 횡단 천체인 아로코트입니다. NASA의 뉴호라이즌스 탐사선은 명왕성 연구라는 주요 임무를 완수한 후 2019년에 아로코스를 지나갔습니다. 뉴호라이즌스는 두 얼음 세계의 표면 온도를 측정한 결과, 태양과의 거리가 더 멀기 때문에 예상했던 대로 아로코스가 더 추운 것으로 나타났습니다. 아로코스는 가까이에서 온도를 측정한 태양계 천체 중 가장 추운 천체입니다. 아로코스의 표면 온도는 약 섭씨 -230도(화씨 -384도)로 추정됩니다. 아로코스의 추운 온도는 거리 때문만이 아니라 상당히 밝은 물질로 만들어져 있어 태양빛을 흡수하는 대신 반사하는 양이 많기 때문이기도 합니다.
달
“태양에서 멀어질수록 더 춥다"는 일반적인 경험 법칙의 예외인 지구의 달은 이 범주에서 의외의 존재입니다. 달의 전체 표면이 아니라 특정 지역이 달을 가장 추운 행성 중 하나로 만듭니다.
주로 달의 극 근처에 있는 분화구 깊숙한 곳에는 수십억 년 동안 직사광선을 받지 못한 지역이 있습니다. 영구적으로 그늘진 이 지역의 온도는 섭씨 -233도(화씨 -387도)로 명왕성은 물론 아로코스보다 더 춥습니다.
이러한 극한의 온도로 인해 물 얼음이 기체로 바로 승화되지 않고 얼어붙은 상태로 유지됩니다. 따라서 영구적으로 그늘진 지역은 달 탐험가들에게 귀중한 자원이 될 수 있기 때문에 향후 달 탐사에서 특히 관심을 끄는 지역입니다.
뜨겁고 차가운 행성
수성은 태양계에서 온도 변화가 가장 극심한 행성이라는 점에서 특별한 주목을 받고 있습니다. 이는 수성의 태양과의 근접성, 궤도 및 자전 속도, 실질적인 대기 부족과 관련이 있습니다.
수성의 하루(한 정오에서 다음 정오까지 자전하는 데 걸리는 시간)는 지구 기준으로 176일입니다. 수성은 약 지구 88일 만에 태양 주위를 한 바퀴 도는 궤도를 완성합니다. 즉, 낮과 밤의 주기가 매우 길어 낮에는 표면 온도가 매우 높게 상승하고 밤에는 급격하게 떨어집니다. 수성에는 열을 가두고 조절할 수 있는 대기가 없기 때문에 낮과 밤의 차이는 지구와 같은 행성보다 훨씬 더 극심합니다.
이러한 요인들을 종합하면 수성은 낮과 밤의 온도 차이가 극심합니다. 낮에는 수성의 표면 온도가 섭씨 약 430도(화씨 800도)까지 올라가고, 밤에는 섭씨 -180도(화씨 -290도)까지 내려가 최대 610도(화씨 1,090도)까지 치솟습니다. 다른 행성에도 극심한 더위와 추위에 대한 기록이 있지만, 극적인 온도 변화에 있어서는 수성과 비교할 수 있는 행성은 없습니다.