금성
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1. 개요
금성은 지구형 행성 중 하나로, 크기와 질량이 지구와 유사하여 "자매" 또는 "쌍둥이"로 불린다. 금성은 이산화탄소로 이루어진 두꺼운 대기와 90기압이 넘는 높은 대기압, 460°C가 넘는 표면 온도 때문에 생명체가 살기 어려운 환경이다. 표면은 현무암질 평원으로 덮여 있으며, 이슈타르 테라와 아프로디테 테라라는 두 개의 고지대가 존재한다. 자전 속도가 매우 느리고, 판 구조 활동이 없어 자기장이 약하다. 금성은 태양 주위를 224.7일을 주기로 공전하며, 지구에서 샛별 또는 저녁별로 관측된다. 역사적으로 다양한 문화권에서 숭배의 대상이었으며, 여러 탐사선을 통해 연구되어 왔다.
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| 금성 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
 | |
| 이름 | 금성 |
| 로마자 이름 | Venus |
| 한자 이름 | 금성 (金星) |
| 영어 이름 | Venus |
| 별칭 | 샛별 새별 태백성 장경성 명성, 계명성 개밥바라기별 |
| 분류 | 지구형 행성 |
| 궤도 종류 | 내행성 |
| 명칭 유래 | 로마 신화의 사랑의 여신 (비너스 여신 참고) |
| 형용사 | 베누스인 (Venusian) 드물게 키테라인 (Cytherean) 또는 베네레인/베네리안 (Venerean / Venerian) |
| 발견 정보 | |
| 발견 방법 | 육안 관측 |
| 궤도 정보 | |
| 궤도 기준점 | J2000 |
| 모항성 | 태양 |
| 평균 궤도 반지름 | 0.72333199 au |
| 평균 거리 | 108,208,930 km |
| 궤도 장반경 | 0.72333199 au |
| 근일점 거리 | 0.718460 au |
| 원일점 거리 | 0.728226 au |
| 궤도 이심률 | 0.00677323 |
| 공전 주기 | 224.701 일 (0.615207 년) |
| 회합 주기 | 583.92 일 |
| 평균 궤도 속도 | 35.02 km/s |
| 궤도 경사각 | 3.39471 ° (태양 적도에 대해 3.86°, 불변면에 대해 2.15°) |
| 근일점 경도 | 131.53298° |
| 승교점 경도 | 76.68069° |
| 평균 황경 | 181.97973° |
| 위성 수 | 0 |
| 물리적 특징 | |
| 평균 반지름 | 6051.8 ± 1.0 km (지구의 0.9499배) |
| 적도 반지름 | 6,051.8 km |
| 극반지름 | 해당사항 없음 |
| 편평도 | 0 |
| 표면적 | 4.6023 × 10^8 km² (지구의 0.902배) |
| 부피 | 9.2843 × 10^11 km³ (지구의 0.857배) |
| 질량 | 4.8675 × 10^24 kg (지구의 0.815배) |
| 평균 밀도 | 5.243 g/cm³ |
| 표면 중력 | 8.87 m/s² |
| 탈출 속도 | 10.36 km/s |
| 자전 주기 | 243.0226 일 (역행) 116.75 일 (태양에 대한 자전) |
| 자전 속도 | 6.52 km/h (적도 기준) |
| 자전축 기울기 | 2.64° (역행 자전 기준) 또는 177.36° (공전에 대한 기울기) |
| 북극의 적경 | 18h 11m 2s (272.76°) |
| 북극의 적위 | 67.16° |
| 기하학적 알베도 | 0.689 |
| 본드 알베도 | 0.76 |
| 겉보기 등급 | -4.92 ~ -2.98 |
| 절대 등급 | -4.4 |
| 시지름 | 9.7″–66.0″ |
| 흑체 온도 | 232 K |
| 평균 표면 온도 | 737 K (464 °C, 867 °F) |
| 최소 표면 온도 | 228 K |
| 최대 표면 온도 | 773 K |
| 표면 방사선량률 | 0.000016 mSv/h (0.016 μSv/h) |
| 구름 층 방사선량률 | 0.0003 mSv/h ~ 0.016 mSv/h (0.3 ~ 16 μSv/h) |
| 표면 흡수 방사선량률 | 0.000011 mGy/h (0.011 μGy/h) |
| 대기 정보 | |
| 대기압 | 93 bar (9.3 MPa, 92 atm) |
| 대기 조성 | 96.5% 이산화 탄소 3.5% 질소 0.015% 이산화 황 0.0070% 아르곤 0.0020% 수증기 0.0017% 일산화 탄소 0.0012% 헬륨 0.0007% 네온 미량의 황화카르보닐 미량의 염화수소 미량의 플루오르화수소 |
2. 물리적 특징
금성은 지구형 행성 중 하나로, 크기와 질량이 지구와 매우 비슷하여 지구의 "자매 행성"이라고 불리기도 한다. 매우 느리게 자전하기 때문에 거의 완벽한 구형에 가깝다. 지름은 로 지구보다 작고, 질량은 지구의 81.5%이다.
금성 대기의 주성분은 이산화탄소(96.5%)와 질소(3.5%)이며, 표면 압력은 이고 평균 표면 온도는 이다. 이러한 조건 때문에 금성 표면은 초임계 이산화탄소와 초임계 질소로 이루어진 초임계 유체 상태이다.
2. 1. 내부 구조
금성은 크기와 밀도가 지구와 비슷하여, 내부 구조 역시 핵, 맨틀, 지각으로 이루어져 있을 것으로 추정된다. 지구처럼 금성의 핵도 최소한 일부분은 액체 상태일 것이다. 금성은 지구보다 약간 작지만, 이로 인한 내부 압력 차이는 클 것으로 예상된다. 지구와 금성의 가장 큰 차이점은 판 구조론적 활동이 나타나지 않는다는 것이다. 이는 금성의 표면과 맨틀이 건조하기 때문으로 여겨진다. 이 때문에 행성 내부 열 방출이 늦어져, 금성에 자기장이 없는 현상을 설명하는 중요한 단서가 된다. 금성은 주기적인 대규모 재표면화 사건을 통해 내부 열을 방출할 수 있다.
2. 2. 지형
금성 표면의 약 80%는 평탄한 현무암질 평원으로 이루어져 있다. '대륙'이라고 불릴 만한 높은 지형은 두 군데가 있는데, 북반구의 이슈타르 테라와 남반구의 아프로디테 테라이다. 이슈타르 테라는 오스트레일리아 정도의 크기이며, 금성에서 가장 높은 산인 맥스웰 산이 위치한다. 아프로디테 테라는 남아메리카 정도의 크기이며, 대부분 단층으로 덮여 있다.[8][9]금성 표면 지형은 대부분 역사상 또는 신화에 나오는 여성의 이름을 따서 짓는다. 예를 들어 이슈타르 테라는 고대 바빌로니아의 사랑의 여신 이슈타르의 이름을, 아프로디테 테라는 고대 그리스의 사랑의 여신 아프로디테의 이름을 딴 것이다. 다만, 맥스웰 산은 제임스 클러크 맥스웰의 이름을 땄으며, 알파 레지오와 베타 레지오는 예외적인 경우이다.
금성에는 충돌구, 산, 계곡 외에도 특이한 지형들이 존재한다. 파라는 팬케이크를 닮은 평평한 화산 지형이며, 노바는 별 모양의 단층 시스템이다. 아라크노이드는 거미줄 같은 방사형 및 동심원상의 단층을 가진 지형이며, 코로나는 고리 모양의 단층으로 주변이 침하되기도 한다. 이러한 지형들은 모두 화산 활동과 관련되어 있다.
금성 표면의 대부분은 화산활동으로 인해 생겨났으며, 지구보다 몇 배나 많은 화산이 존재한다. 100km가 넘는 거대 화산도 167개나 발견되었다. 금성의 표면은 5억 년 이상 되었을 것으로 추정되며, 현재도 활동 중인 화산이 있을 가능성이 제기되고 있다. 소련의 베네라 계획에서 탐사선들은 벼락과 천둥을 관측했으며, 이산화황 농도 변화도 화산 활동의 증거로 제시된다.
금성에는 약 1,000개 정도의 충돌구가 고르게 분포되어 있다. 지구와 달의 충돌구는 풍화 작용으로 훼손된 흔적을 보이지만, 금성의 충돌구는 85%가 최초의 상태를 보존하고 있다. 이는 5억 년 전에 금성 표면이 완전히 새로 형성되었음을 시사한다. 금성은 판 구조론이 일어나지 않아 맨틀의 열이 방출되지 않고, 일정 온도에 도달하면 지각 전체가 섭입하는 과정이 반복되는 것으로 추정된다.
금성의 충돌구 크기는 3km에서 280km까지 다양하며, 3km보다 작은 충돌구는 존재하지 않는다. 이는 두꺼운 대기 때문에 작은 물체는 충돌구를 만들지 못하고 타버리기 때문이다.
2. 3. 지질
금성 표면의 약 80%는 평탄한 현무암질 평원으로 이루어져 있다. '대륙'이라고 불릴 만한 높은 지형은 두 곳이 있는데, 북반구의 이슈타르 테라와 적도 바로 남쪽의 아프로디테 테라이다. 이슈타르 테라는 오스트레일리아 정도, 아프로디테 테라는 남아메리카 대륙 정도의 크기이다. 맥스웰 산은 금성에서 가장 높은 산으로 이슈타르 테라에 있으며, 정상 높이는 금성의 평균 표면 높이보다 11km 더 높다.금성 표면 지형은 대부분 역사 또는 신화 속 여성의 이름을 따서 짓지만, 제임스 클러크 맥스웰의 이름을 딴 맥스웰 산과 알파 레지오, 베타 레지오는 예외이다.
금성 표면의 대부분은 화산 활동으로 형성되었으며, 지구보다 훨씬 많은 화산이 있다. 100km가 넘는 거대 화산이 167개나 발견되었다. 지구에서 이 정도 크기의 화산은 하와이 제도의 본섬뿐이다. 이는 금성의 화산 활동이 활발해서가 아니라, 금성 표면이 지구보다 오래되었기 때문이다. 지구 표면은 섭입을 통해 해구 아래로 사라져 평균 연령이 1억 년에 불과하지만, 금성 표면은 5억 년 이상 되었을 것으로 추정된다.
금성에는 현재도 활동 중인 화산이 있을 가능성이 있다. 소련의 베네라 계획 동안 탐사선들은 벼락과 천둥을 관측했다. 또한, 1978년과 1986년 사이에 이산화황 농도가 10분의 1로 줄어든 것은 큰 화산 활동이 있었음을 시사한다.
금성에는 약 1000개 정도의 충돌구가 고르게 분포되어 있다. 지구와 달의 충돌구는 풍화된 흔적을 보이지만, 금성의 충돌구는 85%가 최초 상태를 보존하고 있다. 이는 5억 년 전 표면이 완전히 새로 형성되었음을 의미한다. 금성은 판 구조 활동이 일어나지 않아 맨틀의 열이 방출되지 않고, 1억 년 정도의 시간 동안 지각이 몽땅 맨틀 안으로 섭입해 새로운 지각이 형성되는 과정이 반복되는 것으로 추정된다.
금성의 충돌구 크기는 3km에서 280km까지 다양하다. 3km보다 작은 충돌구가 없는 이유는 두꺼운 대기 때문이다. 운동 에너지가 작은 물체는 속도가 느려져 충돌구를 만들지 못하고, 50m보다 작은 물체는 대기에서 파괴된다.
금성 표면은 화산 활동으로 형성된 것으로 보이며, 지구보다 몇 배나 많은 화산이 있다. 그중 167개는 지름이 100km가 넘는 대형 화산이다. 지구에서 이 정도 크기의 화산 지대는 하와이섬 뿐이다. 금성에서는 8만 5천 개가 넘는 화산이 확인되어 지도에 표시되었다.[13][14] 이는 금성이 지구보다 화산 활동이 더 활발하기 때문이 아니라, 금성의 지각이 더 오래되었고 지구와 같은 침식 과정을 겪지 않기 때문이다.
1978년과 1986년 사이 금성 상층 대기의 이산화황 농도는 10배 감소했지만, 2006년에는 급증했다가 다시 10배 감소했다. 이는 대규모 화산 폭발로 수차례 농도가 증가했음을 의미할 수 있다. 2020년 1월, 천문학자들은 금성이 현재 화산 활동을 하고 있다는 증거로, 금성 표면에서 빠르게 풍화될 화산 생성물인 감람석을 검출했다.
2008년과 2009년에 ''비너스 익스프레스''는 균열대 가니스 카스마(Ganis Chasma) 내의 네 개의 일시적인 국지적 적외선 열점을 관측하여 현재 화산 활동에 대한 최초의 직접적인 증거를 발견했다. 방패 화산 마앗 몬스(Maat Mons) 근처에서 발견된 세 개의 열점은 연속된 여러 궤도에서 관측되었다. 이러한 열점은 화산 폭발로 새롭게 분출된 용암을 나타내는 것으로 생각된다. 실제 온도는 알 수 없지만, 일반적인 온도()에 비해 에서 정도일 가능성이 높다. 2023년, 과학자들은 ''마젤란'' 궤도선이 촬영한 마앗 몬스 지역 지형 이미지를 재검토하여, 8개월 간격으로 지형 변화를 확인하고 활화산 활동이 원인이라고 결론지었다.[16]
2. 4. 대기
금성은 극도로 두꺼운 대기를 가지고 있으며, 이산화탄소가 풍부한 대기에 의해 온실효과가 발생하여 금성 표면의 온도를 460℃까지 높인다. 표면에서의 대기 순환은 해들리 순환을 따르며, 매우 느리게 자전함에도 불구하고 낮과 밤의 온도 차이가 크지 않다. 표면에서의 바람은 매우 느리지만, 대기의 밀도가 높아 바람에 의해 전달되는 힘은 상당하다.두꺼운 이산화탄소 층 위에는 주로 이산화황과 황산 물방울로 구성된 두꺼운 구름층이 있다. 이 구름들이 태양 빛의 60%를 반사하기 때문에 금성의 표면은 가시광선으로는 관찰하기 어렵다. 구름 층 꼭대기에는 시속 300km에 이르는 강한 바람이 4~5일에 한 바퀴씩 금성을 일주한다.
| 유형 | 표면 온도 |
|---|---|
| 최고 | 482°C |
| 일반 | 453°C |
| 최저 | 438°C |
금성 대기에서 인의 흡수선이 발견되었는데, 비생물학적 생성 경로가 알려지지 않아 2020년 9월 현재 대기 중에 생명체가 존재할 수 있다는 추측이 제기되었다. 그 후의 연구에서는 인으로 해석된 분광 신호가 이산화황으로 인한 것으로 밝혀졌거나, 실제로 흡수선이 없다는 것이 밝혀졌다.
열 관성과 하층 대기의 바람에 의한 열 전달은 금성의 느린 자전에도 불구하고 태양을 향한 반구와 그렇지 않은 반구 사이에서 금성 표면의 온도가 크게 변하지 않음을 의미한다.
2. 5. 자기장과 핵
금성은 지구와 크기, 밀도가 비슷하여 내부 구조도 핵, 맨틀, 지각으로 구성되었을 것으로 추정된다. 금성의 핵은 부분적으로 액체 상태일 것으로 예상되지만, 지구와 달리 판 구조론적 활동이 없어 내부 열 방출이 늦어지고, 이는 자기장이 없는 이유를 설명해준다.1980년대 파이오니어 금성 궤도선은 금성의 자기장이 지구보다 약하며, 이는 핵의 다이너모 현상이 아닌 전리층과 태양풍의 상호작용으로 발생한다는 것을 발견했다. 금성의 자기권은 약해서 우주선으로부터 대기를 보호하지 못한다.
금성에 자체 자기장이 없는 것은 놀라운 일이었다. 자기장이 생성되려면 전도성 액체, 회전, 대류가 필요하다. 금성의 핵은 철과 니켈로 구성된 도체이고, 자전 속도도 느리지만 다이너모 현상을 일으키기에는 충분하다고 여겨진다. 따라서 금성 핵에서 대류가 일어나지 않는 것이 자기장이 없는 이유로 추정된다. 지구에서는 액체 외핵의 하부가 상부보다 뜨거워 대류가 발생하지만, 금성은 판 구조 활동이 없어 내부가 충분히 뜨겁고, 핵 전체가 거의 같은 온도일 수 있다는 설명이다.
1967년 베네라 4호는 금성의 자기장이 지구보다 훨씬 약하며, 이는 내부 다이나모가 아닌 이온층과 태양풍의 상호작용으로 유도된 것임을 발견했다. 금성의 약한 유도 자기권은 태양 복사와 우주선으로부터 대기를 거의 보호하지 못한다.
금성에 고유한 자기장이 없는 이유는 핵의 대류 부족 때문으로 추정된다. 지구와 달리 금성은 전 지구적인 재표면화 사건으로 판 구조론이 중단되고 지각을 통한 열류가 감소했을 수 있다. 이로 인해 맨틀 온도가 증가하여 핵으로부터의 열류가 감소하고, 결과적으로 내부 지자기 다이나모가 자기장을 발생시키지 못한다.
금성에 고체 내핵이 없거나, 핵이 냉각되지 않아 핵의 액체 부분 전체가 거의 같은 온도일 수 있다는 가능성도 있다. 또는 핵이 이미 완전히 고체화되었을 수도 있다. 핵의 상태는 황의 농도에 크게 의존한다.
금성에서 후기의 큰 충돌이 없었던 것이 핵을 층상으로 만들었고, 대류를 시작하거나 유지할 힘이 없어 "지자기 다이나모"가 생성되지 않았다는 가능성도 제기되었다.[17]
3. 공전과 자전
금성은 태양 주위를 평균 거리 약 1.08억km를 두고 224.7일을 주기로 공전하고 있다. 태양계 행성 중 금성 궤도가 가장 원에 가깝다. 궤도 이심률은 0.01 이하이다. 내합 시 지구에 가장 가까워지는데, 이때 거리는 약 4000만km이다. 금성의 회합 주기는 584일이다.
금성은 243일을 주기로 자전한다. 태양계 여덟 행성 중 가장 느린 자전 속도이다. 금성에서의 하루는 거의 1년과 맞먹는다. 적도에서 금성 표면은 6.52km/h로 자전하는데, 지구 적도에서는 1674.4km/h로 자전한다. 금성의 태양일은 116.75일이다. 자전 방향은 태양계 행성 중 유일하게 동에서 서쪽이기 때문에, 금성 표면 관측자는 태양이 매 116.75일마다 서쪽에서 떠서 동쪽으로 지는 것을 보게 된다. 금성은 다른 행성과 달리 북반구에서 보았을 때 시계방향으로 자전하며, 그 속도 또한 매우 느리다. 이는 금성 자전 속도가 처음 측정된 이후 풀리지 않은 의문이다. 원시 태양계 원반에서 금성이 처음 생겼을 때 자전 속도는 지금보다 훨씬 빨랐을 것으로 보이지만, 수십억 년 동안 무겁고 두꺼운 대기에 작용하는 조석 효과로 자전 속도가 느려졌을 수 있다고 한다.
금성 궤도에서 신기한 점 하나는 금성과 지구의 회합 주기인 584일이 금성 태양일 길이의 5배와 거의 정확히 일치한다는 것이다. (584 = 116.75 * 5) 이 현상이 우연인지, 지구 기조력에 의한 공명인지는 아직 불명확하다.
금성에는 위성이 없지만, 소행성 2002 VE68은 현재 금성과 유사위성 궤도 관계를 유지하고 있다.
지구 공전 주기와 금성 공전주기의 비율은 365.2425... : 224.701... 로, 13 : 8이라는 간단한 정수비에 매우 가깝다. 스피로그래프처럼 "아름다운 도형" 등으로 화제가 되기도 하지만, 금성과 지구는 '''공명 관계에 없다'''("정수 관계"가 아니다). 따라서 백만 년 또는 억 년 단위로 보면 각각 변화한다.
금성의 황도 경사각은 177도이다. 즉, 금성은 자전축이 거의 완전히 역전되어 다른 행성과 반대 방향으로 자전한다. 지구 등 금성 외 행성에서는 태양이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지지만, 금성에서는 태양이 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다. 금성 자전이 왜 역회전하는지는 알려지지 않았지만, 큰 천체와 충돌한 결과로 추정된다. 역산하면 금성 황도 경사각은 3도 정도밖에 기울지 않아 자전축이 역전되었다 해도 궤도면에 거의 수직이다. 따라서 지구 등에서 보이는 기상 현상의 계절 변화는 거의 없을 것으로 추측된다.
금성 자전 속도는 매우 느려 지구 자전 주기가 24시간=1일인 반면, 금성 자전 주기는 지구 시간으로 약 243일이다. 자전 방향은 공전 방향과 반대여서, 자전으로 한 바퀴 돌기 전 금성 표면상 동일 지점은 태양에 정중하게 되고, 금성의 1일은 지구의 약 117일에 해당한다.
금성 자전 주기는 지구와의 회합 주기와 거의 일치한다. 지구와 금성이 최접근할 때 지구에서는 항상 금성의 같은 면만 볼 수 있다(회합 주기는 금성의 5.001일에 해당). 이것이 공명과 같은 현상 때문인지, 단순한 우연인지는 불명이다.
2012년 유럽우주기구(ESA) 탐사선 비너스 익스프레스에서 얻은 데이터에 따르면, 16년 전보다 6.5분 늦은 주기로 자전하고 있다.[49]
4. 관측
금성은 지구에서 볼 때 태양, 달 다음으로 밝은 천체이며, 실시 등급은 -3.8등급에서 -4.6등급 사이이다.[62][63] 이 정도 밝기는 이론적으로 낮에도 볼 수 있지만, 태양 때문에 실제 관측은 어렵다. 하지만 개기 일식이 일어나면 금성을 쉽게 볼 수 있다. 금성은 내행성이기 때문에 태양으로부터 47° 이상 떨어지지 않는다.
금성은 궤도를 따라 움직이면서 달과 같이 위상 변화를 보여준다. 금성이 최대 이각에 다다랐을 때는 반달 모양과 같고, 가장 밝게 보일 때는 초승달이나 그믐달과 같은 모양을 한다. 금성이 완전히 보이지 않음에도 밝기가 최대가 되는 이유는 이때 금성이 지구에 더 가까이 있기 때문이다. 개기 일식이 발생할 경우에는 태양 뒤에 가려졌던 금성이 보이기도 한다.
금성의 궤도면은 지구의 궤도면에 대해 약간 기울어져 있어, 금성이 지구와 태양 사이를 지날 때 일반적으로는 태양면을 통과하지 않는다. 그러나 금성의 태양면 통과는 약 120년마다 8년을 사이에 두고 두 번 관측할 수 있다. 가장 최근의 금성 일면통과는 2012년에 일어났으며, 그 전은 2004년에 일어났다.
금성 관측의 오래된 수수께끼 중 하나는 애센 광이라고 불리는 현상이다. 이는 금성이 초승달 위상에 있을 때 금성의 그늘 부분에서 보이는 약한 발광 현상이다. 1643년에 처음 관측되었지만, 이 현상의 존재는 확인되지 않았다.
4. 1. 지구에서 볼 수 있는 금성 관측
지구에서 금성은 언제나 초저녁 서쪽 하늘에서 볼 수 있고, 새벽녘에는 동쪽 하늘에서만 볼 수 있다. 그 과정에서 마치 달처럼 찼다 이지렀다를 반복한다. 금성은 태양에 가깝기 때문에 한밤중에는 보이지 않는다. 금성이 초저녁 서쪽 하늘에 보이는 시기부터 시작해서 아무리 하늘에 오래 머물러도 밤 10~11시 정도밖에 되지 않는다. 그리고 그 이후부터는 금성이 초저녁 서쪽 하늘에 보이는 시간이 급속히 짧아진다. 그러므로 한밤중에 금성을 볼 수 있는 환경은 전혀 불가능하다.| 관측 날짜 | 위치 | 장소 |
|---|---|---|
| 2005년 11월 28일 ~ 2006년 1월 9일 | 초저녁 서쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2006년 1월 22일 ~ 2021년 5월 21일 | 새벽 동쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2020년 6월 15일 ~ 2021년 1월 14일 | 새벽 동쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2021년 5월 15일 ~ 2021년 12월 29일 | 초저녁 서쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2022년 1월 26일 ~ 2022년 9월 8일 | 새벽 동쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2022년 12월 23일 ~ 2023년 7월 24일 | 초저녁 서쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2023년 8월 30일 ~ 2024년 3월 19일 | 새벽녘 동쪽 하늘 | 대한민국 |
| 2024년 8월 17일 ~ 2025년 3월 25일 | 초저녁 서쪽 하늘 | 대한민국 |
지구와 금성은 13:8의 거의 궤도 공명 관계를 갖고 있다(지구가 8번 공전할 때 금성은 13번 공전한다).[21] 따라서 두 행성은 서로 접근하여 평균 584일 간격으로 내합에 도달한다. 지구중심좌표계에서 볼 때 금성이 지구에 대해 그리는 경로는 5회의 회합 주기 동안 오각별을 그리며, 매 주기마다 144°씩 이동한다. 이 금성의 오각별은 경로가 꽃과 시각적으로 유사하기 때문에 때때로 금성의 꽃잎이라고도 불린다.
금성이 내합에서 지구와 태양 사이에 위치할 때, 평균 41e6km의 거리로 다른 어떤 행성보다 지구에 가장 가깝게 접근한다.
맨눈으로 보았을 때, 금성은 다른 어떤 행성이나 별(태양 제외)보다 더 밝은 흰빛 점으로 보인다. 이 행성의 평균 겉보기 등급은 −4.14이며 표준 편차는 0.31이다. 가장 밝은 등급은 하합(inferior conjunction) 약 한 달 전이나 후의 초승달 단계에서 나타난다. 금성은 태양에 의해 역광을 받으면 약 −3 등급으로 희미해진다. 이 행성은 대낮에도 볼 수 있을 만큼 밝지만, 태양이 지평선에 낮게 떠 있거나 지고 있을 때 더 잘 보인다. 내행성으로서, 항상 태양으로부터 약 47° 이내에 위치한다.
금성은 태양을 공전하면서 584일마다 지구를 "추월"한다. 그렇게 하면서 일몰 후에 보이는 "개밥바라기별"에서 일출 전에 보이는 "샛별"로 변한다. 다른 내행성인 수성은 최대 이각이 28°에 불과하여 황혼녘에 식별하기 어려운 경우가 많은 반면, 금성은 가장 밝을 때는 놓치기 어렵다. 더 큰 최대 이각은 일몰 후 오랫동안 어두운 하늘에서 볼 수 있다는 것을 의미한다. 하늘에서 가장 밝은 점광원인 금성은 종종 잘못 보고된 "미확인 비행 물체"이다.
금성은 항성이 아니지만, 연중 내내 관측 가능한 천체로는 태양, 달 다음으로 세 번째로 밝다. 따라서 해질녘 가장 먼저 관측할 수 있는 천체로서 '개밥바라기', 해 뜨기 전까지 관측할 수 있기 때문에 '샛별'이라고 불린다. 낮에도 관측할 수 있지만, 태양과 가까운 특성 때문에 육안 관측은 어렵다. 또한, 밤에는 태양과 함께 지평선 아래로 지므로 관측할 수 없다.
공전 궤도가 지구보다 안쪽에 있는 금성은 천구 상에서는 태양 근처에 위치하는 경우가 많다. 지구에서 본 금성은 달과 같은 삭망이 관측된다. 이것은 내행성의 공통적인 성질이며, 수성도 마찬가지이다. 내합 때에는 "삭", 외합 때에는 "망"이 된다. 합과 그 전후는 천구상에서 태양에 너무 가까워 태양의 강한 빛에 묻혀 육안으로 확인하기가 매우 어렵다.
지구와 금성의 회합 주기는 583.92일(약 1년 7개월)이며, 내합에서 외합까지 약 9개월 반은 해뜨기 전에 금성이 동쪽 하늘에 뜨기 때문에 "샛별"이 되고, 외합을 지나면 일몰 후에 금성이 서쪽 하늘에 지기 때문에 "개밥바라기"가 된다. 그 신비로운 밝은 빛은 고대부터 사람들의 마음에 강한 인상을 남겼던 것 같으며, 각 민족의 신화에서 상징적인 존재의 이름이 붙여지는 경우가 많다. 또한 지역에 따라서는 일찍부터 샛별과 개밥바라기가 (금성이라는) 동일한 별이라는 것도 인식되고 있었다.
지구에서 보면, 외합에서 동방최대이각을 거쳐 최대광도까지는 점차 밝아지고, 최대광도에서 내합까지는 어두워지며, 내합에서 최대광도까지는 밝아지고, 최대광도에서 서방최대이각을 거쳐 외합까지는 점차 어두워진다. 외합 때 시직경이 가장 작고, 내합 때 가장 크다. 외합 때는 보름달, 최대이각 때는 반달, 내합 때는 그믐달, 최대광도 때는 초승달과 같은 모양으로 보인다.
서방최대이각 때는 해돋이 전에 가장 빨리 뜨고, 동방최대이각 때는 해넘이 후에 가장 늦게 진다.
샛별의 겉보기 밝기가 가장 밝아지는 것은 내합으로부터 약 5주 후이다. 그때의 이각은 약 40도, 광도는 -4.87등으로, 1등성의 약 220배 밝기가 되어, 밝아지기 시작한 하늘에서도 유난히 밝게 빛나 보인다. 내합으로부터 약 10주 후에 서방최대이각(약 47도)이 된다.
내합 때 완전히 태양과 같은 방향으로 보이는 경우, 금성의 태양면 통과라고 불리는 현상이 드물게 일어난다.
5. 탐사
금성은 인류 최초의 행성 간 우주 비행 대상이었다. 1961년 소련의 베네라 1호가 금성으로 향했지만, 도중에 통신이 두절되었다. 1962년 미국의 마리너 계획의 마리너 2호는 금성 표면으로부터 34833km 상공을 통과하며 금성 대기 데이터를 수집했다.
1970년 베네라 7호는 다른 행성에 연착륙한 최초의 우주선이 되었고, 1975년 베네라 9호는 금성 표면의 최초 흑백 이미지를 전송했다.
1990년부터 1994년까지 마젤란 탐사선은 금성 표면의 상세한 지도를 작성했다. 2006년 유럽우주국(ESA)의 비너스 익스프레스는 금성 궤도에 진입하여 금성 대기를 관측했고, 2015년부터 일본의 아카츠키 탐사선이 금성 궤도에서 활동 중이다.
현재 NASA의 파커 태양 탐사선과 베피콜롬보가 금성을 근접 통과하고 있으며, 여러 탐사선이 개발 중이거나 계획 단계에 있다.
6. 문화 속 금성
금성은 밤하늘에서 매우 밝게 빛나기 때문에, 역사적으로 여러 문화권에서 신화, 점성술, 소설 등에서 중요한 의미를 지녀왔다.[54]
한국에서는 금성을 '샛별', '개밥바라기', '태백' 등으로 불렀으며, 밝고 아름다운 별로 인식했다. 일본서기에는 금성을 신격화한 신인 천신옹성(아마츠미카보시)이 등장한다. 헤이안 시대에는 저녁 무렵의 금성을 "저녁별(유우즈츠/유우츠즈)"이라고 불렀으며, 세이 쇼나곤의 수필 「겐지 모노가타리」에도 아름다운 별 중 하나로 언급된다.
서양에서는 로마 신화의 미와 사랑의 여신 베누스(그리스 신화의 아프로디테)의 이름을 따서 금성을 부른다. 메소포타미아에서는 그 밝기 때문에 미의 여신 이슈타르(아카드어)나 이난나(수메르어)의 이름을 붙였다.
마야 문명에서는 금성을 태양과 달 다음으로 중요한 천체로 여겼으며, 금성의 주기를 달력에 기록했다. 그들은 금성을 '차크 에크' 또는 '노 에크'라고 불렀는데, 이는 "큰 별"을 의미한다. 칠레 국기의 "외로운 별"은 금성을 나타낸다.
불교 전승에서는 석가모니가 새벽별(금성)을 보고 진리를 깨달았다고 전해진다. 홍법대사 쿠카이도 새벽별이 입 속으로 들어와 깨달음을 얻었다고 하며, 허공장보살과 명성천자는 금성이 불격화된 모습으로 여겨진다.
아즈텍 신화에서는 케찰코아틀이 테스카틀리포카에게 패하여 금성이 되었다고 한다.
마야 신화에서는 금성이 태양과 쌍둥이 영웅으로 여겨졌으며, 금성을 "전쟁의 수호성"으로 여겨 특정 위치에 도달했을 때 전투를 벌이면 승리할 수 있다고 믿었다.
6. 1. 관련 작품
초기 과학 소설 작가들은 금성이 지구와 크기가 비슷하고 상당한 대기를 가지고 있다는 점에 주목하여, 금성을 인간이 거주 가능한 곳으로 묘사했다. 태양에 더 가까이 위치한 금성은 더 따뜻하지만, 여전히 인간이 살 수 있는 환경으로 그려졌다. 이러한 묘사는 1930년대와 1950년대 사이에 절정을 이루었으나, 금성 탐사 임무를 통해 가혹한 표면 환경이 밝혀지면서 이러한 장르는 종식되었다.과학적 지식이 발전함에 따라, 작가들은 금성 테라포밍과 같은 새로운 주제를 다루기 시작했다. 칼 세이건은 금성의 구름 속에 남조류를 투하하여 대기 중 이산화탄소를 산소로 바꾸는 방안을 제안하기도 했다.
현대 과학 소설에서는 지구와 유사한 중력, 상층 대기의 기압과 온도가 지구와 비슷하다는 점에 착안하여 금성 식민 계획을 다루기도 한다. 부유 도시를 띄우거나 태양 방패를 설치하여 기온을 낮추는 등의 테라포밍 아이디어가 제시되지만, 21세기 기술로는 실현 가능성이 낮고, 실현되더라도 수백 년이 걸릴 것으로 예상된다.
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