안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계 행성들이 모두 다 다르게 생긴 이유가 무엇인가요?
안녕하세요!!! 울퉁불퉁우람한침펜치님!! :) 태양계 행성은 형성 과정에서 서로 다른 조건과 환경에 노출되어 있었고, 이로 인해 행성들의 크기, 질량, 밀도, 표면 성분 등이 서로 다르게 형성되었습니다. 이때 자전축의 기울기가 다르면 행성의 기후와 지형이 달라지게 되었고, 중력이 각기 다르게 작용하면서 행성의 대기와 지형을 다르게 형성하게 되었습니다. 구성 성분이 다르면 행성의 표면 색깔과 특징이 달라지게 됩니다. 또한, 자전 속도(표면의 형태와 날씨에 영향을 미치고)와 공전 궤도(행성의 공전 궤도는 그 계절 변화와 기후에 영향을 미침)도 영향을 주었을것이라고 판단합니다. 그 외에 행성 내부에서 지각 변동과 화산 활동이 이루어지며 표면의 모습을 변화 시키기도 하였고, 행성의 내부 구조와 자전이 자기장 형성에 영향을 미쳐 각 행성들이 다르게 변화되게 되지요!
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Q. 토성의 띠는 왜 한줄로 둥그렇게 고리처럼 되어 있나요?
안녕하세요!울퉁불퉁우람한침펜치님!! :) 맛점하셨나용!?토성의 고리는 주요 원인은 중력과 궤도 역학적인 측면을 고려하여야 합니다. 토성의 고리는 지금까지 밝혀진바로는 토성의 중력에 의해 잡힌 얼음과 암석 조각들로 이루어져 있다고 보고있습니다. 이는 소행성, 혜성, 또는 토성의 위성들이 토성의 중력에 의해 파괴되면서 형성된 것일 가능성이 크다고 보고 있지요. 이렇게 만들어진 것들이 중력으로 고리 입자들을 토성 주변으로 끌어당깁니다. 동시에, 고리 입자들은 토성 주위를 빠르게 공전하면서 원심력을 받아 두 힘이 균형을 이루면서 고리 입자들은 일정한 궤도를 따라 움직이게 됩니다. 토성의 고리는 수많은 작은 입자들로 이루어져 있으며, 이 입자들은 케플러의 제3법칙에 따라 토성에 가까운 입자는 더 빠르게, 먼 입자는 더 느리게 공전합니다. 이러한 차이는 고리 입자들이 서로 충돌하지 않고 일정한 궤도를 유지하게 만드는 데 기여합니다.
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Q. 구름은 수증기로 이루어 진걸로 알고 있는데, 구름은 하얗게 보이지만 수증기는 왜 안보이는거에요?
안녕하세요! 하얀도화지님 :)하늘에 떠 있는 구름은 수증기가 응축되어 만들어진 작은 물방울이나 얼음 알갱이로 이루어져 있고, 수증기가 응축되어 작은 물방울이나 얼음 알갱이가 되면 빛을 산란하게 됩니다.산란된 빛은 우리 눈에 하얗게 보이게 되지요! 하얗게 보이는 이유는 빛의 산란이 있기 때문인데, 빛은 파장이 짧을수록 산란이 잘 일어나는데, 수증기나 물방울은 파장이 짧은 파란색 빛을 더 많이 산란시킵니다. 산란에는 레이리 산란(작은 분자나 입자가 빛을 산란시킬 때 발생)과 미 산란(구름의 물방울이나 얼음 결정은 레이리 산란보다는 큰 크기를 가지고 있어 미 산란을 주로 일으킴)에 의해 구름이 흰색으로 보이게 되지요.또한, 빛의 흡수가 있어요!(수증기나 물방울은 파장이 긴 빨간색 빛을 더 많이 흡수) 즉, 수증기는 기체 상태의 물로, 분자 크기가 매우 작아 눈에 보이지 않으며 빛을 산란시키지 않지만, 구름은 작은 물방울이나 얼음 결정으로 이루어져 있으며, 이들은 빛을 산란시켜 구름이 흰색이나 회색으로 보이게 합니다.
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Q. 공룡이 멸종한 이유가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요! 울퉁불퉁침펜치님!! :)공룡의 멸종과 관련된 가설(어디까지나 가설이에용!!) 운석 충돌설(백악기 말에 큰 운석이 지구와 충돌하여 대규모의 화산 폭발과 지진, 쓰나미 등이 발생하여 공룡이 멸종했다는 가설), 화산 폭발설(대규모 화산 폭발이 일어나 화산재와 먼지가 대기를 뒤덮어 지구의 기온이 급격하게 떨어지고, 공룡이 멸종했다는 가설), 기후 변화설(지구의 기후가 변화하여 공룡이 멸종했다는 가설), 생물학적 요인설(공룡의 번식률이 감소하거나, 질병이 발생하여 공룡이 멸종했다는 가설), 소행성충돌설(소행성 충돌로 인한 엄청난 에너지는 즉시 대규모 화재와 함께 대기 중에 막대한 양의 먼지와 이산화황을 방출하여 태양빛이 차단되고 지구의 기온이 급격히 떨어지는 핵 겨울현상이 발생해 광합성을 방해하여 식물의 대량 폐사와 이를 먹고 사는 초식 동물, 그리고 그 초식 동물을 먹고 사는 육식 동물들의 대규모 멸종으로 이어졌다는 가설), 등의 가설들이 있습니다!
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Q. 지구를 벗어나려면 어느정도의 힘이 필요한가요?
안녕하세요! 남다른키위님!! :)우리는 지구를 벗어나기 위한 힘을 가지고 탈출속도라고 이야기 합니다. 최소 11.2km/s의 속도가 필요하며, 이는 중력을 이겨나가는데 필요한 힘이라고 생각하시면 됩니다! 지구의 중력은 태양계의 다른 천체에 비해 상대적으로 강하기 때문에, 지구를 벗어나기 위해서는 매우 큰 에너지가 필요합니다.
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Q. 특정지역에 생기는 백야 현상은 왜 생기는 건가요??
안녕하세요! 하얀도화지님 :)백야 현상은 위도 48.55도 이상인 지역에서 여름 동안 밤하늘이 밝아지는 현상인데, 위도를 환산해보면 북극과 남극 지역에서 나타나는 자연현상으로, 밤낮으로 태양이 지평선 아래로 내려가지 않아 밤낮이 구분되지 않는 현상을 말합니다.백야현상은 지구의 자전축이 공전 궤도로부터 23.5도 가량 기울어져 있어, 북반구와 남반구의 위도가 66.6도 이상인 극권에서는 위도에 따라 기간이 다르지만 백야를 볼 수 있습니다. 지구는 태양 주위를 1년에 한 바퀴 공전하고,. 북반구의 여름철인 6월경에는 북극이 태양을 향해 기울어져 있어, 북극권에서는 태양이 지평선 아래로 내려가지 않고 24시간 동안 떠 있는 현상이 발생하게 되지요. 남반구에서는 같은 현상이 12월경에 발생합니다. 정리하자면 북극권에서는 하지 무렵, 남극권에서는 동지 무렵에 일어나며 양극점에서는 6개월 동안 지속됩니다. 이때, 대기는 태양광을 산란시키고 굴절시켜, 태양이 지평선 아래에 있을 때도 어느 정도 빛이 지표면에 도달하게 합니다. 이로 인해 백야 현상이 더욱 뚜렷하게 나타날 수 있습니다.
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Q. 내륙에 있으면서 어떤 것은 바다 그리고 어떤 것은 호수인 이유?
안녕하세욤!! 머쓱한호박벌님!! :)바다와 호수를 구별하는 방법은 지리적, 지질학적, 생물학적, 환경적 특성에 따라 다르며, 이를 구별하는 방법으로는 첫째, 크기(일반적으로 바다는 큰 면적을 차지하고 있는 해양 지역을 지칭하며, 호수는 상대적으로 작은 면적의 담수 지역을 지칭하며, 바다는 대양이나 해의 일부를 차지하며, 호수는 육지 위에 있는 담수 체계), 둘째, 염도 (바다는 일반적으로 염도가 높은 해수를 가리키는 반면, 호수는 대부분의 경우 담수를 가리킴), 셋째 지형학적 특성(바다는 대부분의 경우 열린 바다로 연결되어 있으며, 해양 풍랑과 조류가 발생 호수는 육지와 둘러싸인 폐쇄된 지역에 위치하며, 주로 바람이나 지역적인 기후 조건에 따라 형성), 째 물학적 특성(바다는 다양한 해양 생물이 서식하는 반면, 호수는 주로 담수 생물이 서식. 바다는 심해까지 이어지는 수심이 있으며, 이는 바다 생물의 다양성을 높이게 되지요.) 마지막으로 면적입니다. (카스피해는 남한 면적의 네 배에 달하는 37만1,000km2으로 ‘세계에서 가장 큰 호수’로 불립니다. 아랄해는 1960년대에는 세계에서 4번째로 큰 호수였지만, 현재는 대부분이 사막으로 변하여 호수의 면적이 크게 줄어들었습니다.)
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Q. 카스피해는 다른 바다와 같은 특성을 갖고 있는지요?
안녕하세요! 머쓱한호박벌님!!! :)카스피해는 지리적으로는 바다로 분류되지만, 일반적인 바다와는 다른 특성을 가지고 있습니다. 카스피해는 육지로 둘러싸여 있는 내륙호입니다. 이로 인해 염분 농도가 낮고, 수위 변동이 심합니다. 또한, 염분 농도가 높은 염호입니다. 이로 인해 생물 다양성이 낮고, 수질 오염에 취약합니다.수위 변동이 적은 영구호입니다. 이로 인해 생태계가 안정적이고, 자원 개발이 용이합니다.
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Q. 평소 구름은 하얀색인데, 비가 올 때 구름은 왜 먹색인가요?
안녕하세요! 하얀도화지님 :)먹구름은 물방울의 양도 많고 크기도 크기 때문에 빛을 흡수하여 우리 눈에 검정색으로 보이게 되지요! 구름 속 물방울들이 빛을 산란 시키지만, 비가 오는 날에는 구름이 두꺼워서 빛이 충분히 산란되지 못하기 때문에 어둡게 보입니다.이러한 이유로 비가 오는 날에는 구름이 먹색으로 보이게 됩니다. 물방울의 크기와 밀도가 다르게 되면 평소 하얀 구름이었을때는 작은 물방울이나 얼음 결정으로 이루어져 있지만, 작은 입자들은 태양광을 산란시키며, 모든 파장의 빛을 거의 동일하게 반사합니다. 이로 인해 구름은 하얗게 보입니다. 반면, 비가 올 때의 먹색 구름은 더 큰 물방울이나 더 많은 물방울로 구성되어 있습니다. 큰 물방울은 빛을 더 많이 흡수하고 산란시키며, 빛이 구름을 통과하기 어렵게 만듭니다. 이로 인해 구름은 더 어두워 보이게 됩니다. 하얀 구름은 빛의 산란이 주로 발생하여 모든 방향으로 빛을 반사합니다. 그래서 구름이 밝고 하얗게 보입니다. 그러나 비가 올 때 구름은 더 두껍고 밀도가 높아지며, 빛이 구름을 통과하는 과정에서 더 많은 빛이 흡수되고 산란됩니다. 결과적으로 빛의 양이 감소하여 구름이 어두워 보이게 됩니다. 또는, 비가 오는 구름은 일반적으로 평소의 하얀 구름보다 훨씬 두껍고, 두꺼운 구름층은 태양광을 더 많이 차단하며, 구름 아래쪽으로 도달하는 빛의 양을 줄입니다. 이로 인해 구름이 먹색으로 보이게 됩니다. 빛의 각도도 영향을 주지요! 구름의 색은 또한 태양의 위치와 각도에 따라 변할 수 있습니다. 태양이 낮게 위치할 때, 빛이 구름을 통과하는 거리가 길어지며, 이 과정에서 더 많은 빛이 흡수되고 산란됩니다. 이로 인해 구름이 더 어두워 보일 수 있습니다.
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Q. 인공위성에서 찍은 사진은 어떻게 전송되나요?
안녕하세요!! 많이사랑스런늑대님 :)인공위성에서 사진을 보내는 방법은 크게 네가지가 있어요!! 첫번째로, 광학 전송방법입니다. 인공위성에 탑재된 카메라로 찍은 사진을 직접 지구로 전송하는 방식입니다. 이 방식은 사진의 화질이 좋지만, 전송 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 두번째로, 전파 전송방법입니다! 인공위성에서 찍은 사진을 전파로 변환하여 지구로 전송하는 방식입니다. 이 방식은 전송 속도가 빠르지만, 전파의 특성상 사진의 화질이 다소 떨어진다는 단점이 있습니다. 세번째로 데이터 링크방법입니다! 인공위성에서 찍은 사진을 지상에 있는 데이터 링크 장비로 전송하는 방식입니다. 이 방식은 전송 속도가 빠르고, 보안성이 높다는 장점이 있지만, 데이터 링크 장비가 필요하다는 단점이 있습니다. 마지막으로 지상의 수신국으로 보내는 방법입니다. 인공위성에서 보낸 신호를 지상에서 수신하여 사진을 복원하는 방식입니다. 이 방식은 사진의 화질이 가장 좋지만, 지상 수신국이 필요하며, 전송 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 이러한 방식들 중에서 인공위성 종류와 목적에 따라 적합한 방식을 선택하여 사용하고 있지요 ^^