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화성

Mars
이 기사는 행성에 관한 것이다.신에 대해서는 화성(신학)을 보라.다른 용도는 Mars(동음이의)를 참조하십시오.
"4번째 행성"이 여기로 방향을 바꾼다.다른 용도는 제4행성(동음이의)을 참조하십시오.
화성
Mars appears as a red-orange globe with darker blotches and white icecaps visible on both of its poles.
2007년[a] 자연스러운 컬러로 사진
지정
발음/ˈmɑːrz/ (오디오 스피커 아이콘들어봐)
형용사화성어(/ˈmɑrrnn/)
궤도 특성[4]
신기루 J2000
압헬리온249200,000km
(154800,000 mi, 1.666 AU)
페리헬리온206700,000km
(128400,000 mi, 1.382 AU)
227939200km
(141634900 mi, 1.523679 AU)
편심성0.0934
686.980 d
(1.88085 yr, 668.5991 솔)[1]
779.96 d
(2.1354 yr)
24.007km/s
(86430km/h, 53700mph)
19.412°[1]
기울기
49.558°
2022년[3] 6월 21일
286.502°
위성2
물리적 특성
평균 반지름
 3389.5 ± 0.2 km[b][5]
(2106.1 ± 0.1 mi)
적도 반지름
 3396.2 ± 0.1km[b][5]
(210.3 ± 0.1 mi; 0.533 지구)
극 반지름
 3376.2 ± 0.1km[b][5]
(2097.9 ± 0.1 mi; 0.531 지구)
평탄화0.00589±0.00015
144.37×10km62[6]
(5.574×107 sq mi, 0.284 접지)
볼륨1.63118×10km113[7]
(0.151 접지)
미사6.4171×1023 kg[8]
(0.107 지구)
평균 밀도
3.9335 g/cm3[7]
(0.1421 lb/cu in)
3.76 m/s2[9]
(12.2072ft/s2; 0.3794g)
0.3644±0.0005[8]
5.027km/s
(18100km/h; 11250mph)
1.02749125 d[10]
24h 39m 36s
1.025957 d
24h 37m 22.7s[7]
적도 회전 속도
241.17 m/s
(868.22km/h, 539.49mph)
궤도면[1] 대비 25.19°
317.68143°
21h 10m 44s
북극점 열화
52.88650°
알베도
표면 온도. 분 심술궂다 맥스.
켈빈 130K 210K[1] 308K
섭씨 −143 °C[13] -63°C 35°C[14]
화씨 −226 °F[13] -82°F 화씨[14] 95도
표면 흡수 선량률8.8 μGy/h[15]
표면 등가선량률27μSv/h[15]
-2.94 ~ +1.86[12]
3.5–25.1″[1]
대기[1][16]
표면 압력
0.636 (0.4–0.87) kPa
0.00628 atm
부피별 구성

화성은 태양에서 온 네 번째 행성이며 태양계에서 두 번째로 작은 행성으로 수성보다 크다.영어로 화성은 로마의 전쟁의 신의 이름을 가지고 있으며 종종 "붉은 행성"[17][18]이라고 불린다.후자는 화성의 표면에 널리 퍼져 있는 산화철의 효과를 말하는데, 화성은 화성의 표면에 눈에 띄게 붉은 빛을 띠게 된다.[19]화성은 충돌 크레이터, 계곡, 모래언덕, 극지방 만년설 등 표면적 특징을 가진 대기층이 얇은 지상 행성이다.

태양계 행성에서 가장 큰 화산이자 가장 높은 것으로 알려진 산인 올림푸스 몬스와 태양계 최대의 협곡 중 하나인 밸리스 마리네리스가 화성에 있다.북반구의 부드러운 보렐리스 분지는 행성의 40%를 차지하고 있으며 거대한 충격 특성일 수 있다.[20]화성에는 포보스와 데이모스라는 작고 불규칙한 모양의 달이 두 개 있다.화성의 낮과 계절은 행성의 자전 주기가 비슷하고 황색면에 비해 회전축이 기울어지기 때문에 지구의 자전 주기와 비교가 된다.

화성은 나사 없는 여러 우주선에 의해 탐사되었다.마리너 4호는 화성을 방문한 첫 번째 우주선이었다; 1964년 11월 28일에 NASA에 의해 발사되었고, 1965년 7월 15일에 화성에 가장 가깝게 접근했다.마리너 4호는 화성 방사능 벨트의 약 0.1%로 측정된 약한 화성 방사능 벨트를 감지해 깊은 우주에서 다른 행성의 첫 모습을 포착했다.[21]NASA의 바이킹 1호 착륙선은 1976년 화성 표면에서 첫 영상을 전송했다.두 나라는 성공적으로 화성에 로버를 배치했고, 미국은 1997년 소저너와, 중국은 2021년 즈후룽과 함께 그렇게 했다.[22]

화성의 과거 거주성과 현존하는 생명체의 가능성을 평가하는 조사도 있다.유럽 우주국의 로잘린드 프랭클린 탐사선과 같은 우주 생물학 임무가 계획되어 있다.[23][24]화성 표면의 액체 상태의 물은 지구 대기압의 1% 미만인 저기압 때문에 존재할 수 없다.[25][26]화성의 북극 만년설은 대부분 물로 만들어진 것으로 보인다.[27][28]

화성은 적갈색처럼 육안으로 지구에서 쉽게 볼 수 있다.겉보기 크기는 -2.94에 달해 금성, 달, 태양만이 능가한다.[12]광학 지상 망원경은 지구 대기 때문에 지구와 화성이 가장 가까울 때 일반적으로 약 300km(190 mi)의 특징을 해결하는 데 한정된다.[29]

물리적 특성

화성은 지구 지름의 약 절반으로 표면적이 지구의 건조한 땅의 전체 면적보다 약간 작을 뿐이다.[1]화성은 지구보다 밀도가 낮아 지구 부피의 약 15%, 지구 질량의 약 11%를 차지해 지구 표면 중력의 약 38%를 차지한다.화성 표면의 붉은 주황색 외관은 산화철, 즉 녹에 의해 발생한다.[30][31]그것은 버터스코치처럼 보일 수 있다;[32] 다른 일반적인 표면 색깔은 존재하는 미네랄에 따라 황금, 갈색, 황갈색, 그리고 초록색을 포함한다.[32]

내부구조

지구와 마찬가지로 화성은 밀도가 낮은 물질로 중첩된 고밀도 금속 중심부로 분화했다.[33][34]그것의 내부의 현재 모델은 주로 철과 니켈로 구성된 중심부가 약 16-17%의 황을 가지고 있다는 것을 암시한다.[35]이 다리미.II) 황화핵심은 지구의 두 배보다 가벼운 원소가 풍부하다고 생각된다.[36]중심부는 행성에서 많은 지각과 화산 형상을 형성한 규산염 맨틀에 둘러싸여 있지만, 그것은 휴면 상태에 있는 것으로 보인다.실리콘과 산소 외에 화성 지각에서 가장 풍부한 원소는 철, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘, 칼륨이다.지구 표면의 평균 두께는 약 50km(31mi)이며, 최대 두께는 125km(78mi)이다.[36]이에 비해 지구의 지각은 평균 두께가 40km(25mi)에 이른다.[37]

화성은 2019년 인사이트가 450여 건의 화성 및 관련 사건을 탐지, 기록하는 등 지진 활동이 활발하다.[38][39]2021년에 InSight 착륙선에 의해 탐지된 11개의 저주파 마스퀘어에 근거하여 화성의 중심부는 실제로 액체이며, 반지름은 약 1830±40km이고 온도는 1900–2000K라고 보고되었다.화성 중심 반경은 화성 반경의 절반 이상, 지구 중심 반경의 약 절반 크기다.이는 예측한 모델보다 다소 큰 것으로, 코어에 철-니켈 합금 외에 산소와 수소 등 가벼운 원소들이 어느 정도 들어 있고, 유황은 15% 정도 들어 있음을 시사한다.[40][41]

비교: 지구와 화성
화성의 주요 특징을 보여주는 애니메이션(00:40)
NASA 3개 궤도가 화성의 중력장을 어떻게 매핑했는지 보여주는 비디오(01:28)

화성의 중심부는 바위가 많은 맨틀에 의해 겹쳐져 있는데, 이 맨틀은 지구의 아래쪽 맨틀과 유사한 층을 가지고 있지 않은 것 같다.이 무술 맨틀은 약 500km 깊이까지 단단하게 굳어진 것으로 보이며, 그 곳에서 저속지대(부분적으로 녹은 천체권)가 시작된다.[42]천체권 아래에서는 지진파의 속도가 다시 증가하기 시작하고 약 1050 km 깊이에는 전환 구역의 경계선이 놓여 있다.[41]화성의 표면에는 평균 두께가 약 24-72km인 지각이 있다.[43]

지표지질학

주요 기사:화성의 지질학

화성은 표면이 실리콘과 산소, 금속, 그리고 일반적으로 암석을 구성하는 다른 요소들을 포함하는 광물로 이루어진 지상 행성이다.화성 표면은 주로 현무암으로 이루어져 있지만,[44][45] 일부는 일반적인 현무암보다 실리카가 풍부하고 지구의 안드로이드 암석 또는 실리카 유리와 유사할 수 있다.알베도가 낮은 지역은 플라기오클라아제 펠드파(plagioclase feldspar) 농도를 제안하며, 북부 알베도 지역은 일반 시트 규산염과 고실리콘 유리의 농도보다 높게 나타난다.남부 고원의 일부에는 검출 가능한 양의 고칼슘 피록센이 포함되어 있다.헤마이트와 올리빈의 국부적인 농도가 발견되었다.[46]표면의 대부분은 곱게 갈린 산화철(III) 분진으로 깊이 덮여 있다.[47][45]

화성의 지질도(USGS, 2014)[48]

화성은 구조화된 지구 자기장의 증거는 없지만 관측 결과 행성의 지각 일부가 자화된 것으로 나타나 과거 쌍극성장의 교대극성 역전이 일어났음을 시사한다.[49]자성에 취약한 광물들의 이 엷은 자석은 지구의 해저에서 발견되는 교대 띠와 비슷하다.1999년에 발표되어 2005년 10월에 재조사된 한 이론은 이 밴드들이 40억년 전 행성 발전기가 기능을 멈추고 행성의 자기장이 사라지기 전에 화성에 판구조적 활동을 암시한다는 것이다.[50]

태양계가 형성되는 동안 화성은 태양 궤도를 도는 원궤도 원반으로부터 물질을 무작위로 추출한 결과 생성되었다고 생각된다.화성은 태양계에서 그것의 위치에 의해 야기되는 많은 독특한 화학적 특징들을 가지고 있다.염소, 인, 유황과 같이 비교적 끓는점이 낮은 원소들은 지구보다 화성에서 훨씬 더 흔하다; 이 원소들은 아마도 젊은 태양의 정력적인 태양 바람에 의해 바깥쪽으로 밀려났을 것이다.[51]

행성이 형성된 후에는 모두 이른바 '후기 중폭격'의 대상이 되었다.화성 표면의 약 60%는 그 시대의 영향 기록을 보여주고 있는 반면,[52][53][54] 나머지 표면의 대부분은 아마도 그 사건들에 의해 야기된 엄청난 충격 분지에 의해 밑바탕이 되어 있을 것이다.화성 북반구에는 지금까지 발견된 가장 큰 충격 분지인 달의 남극-아이트켄 분지의 약 4배 크기인 8500km(6600x5300mi)에 이르는 거대한 충격 분지의 증거가 있다.[55]이 이론은 화성이 약 40억년 전에 명왕성 크기의 몸에 부딪혔다는 것을 암시한다.화성 반구 이분법의 원인으로 여겨지는 이 사건은 지구의 40%를 차지하는 매끄러운 보렐리스 분지를 만들었다.[56][57]

화성의 지질학적 역사는 여러 시기로 나눌 수 있지만, 다음은 세 가지 주요 시기다.[58][59]

  • 노아치안 시대(노아치스 테라(Noachis Terra)의 이름을 딴):화성의 현존하는 가장 오래된 표면의 형성, 45억년에서 35억년 전.노아치안 나이대의 표면은 많은 큰 충격 분화구로 인해 흉터가 있다.이 기간 중 화산성 고지대인 타르시스 불루는 이 기간 중에 형성된 것으로 추정되며, 이 기간 중 액체 상태의 물에 의한 홍수가 광범위하게 발생했다.[60]
  • 헤스페리아 시대(Hesperia Planum의 이름을 따서 명명됨): 3.5~33억~29억년 전.헤스페리아 시대는 광대한 용암 평원의 형성으로 특징지어진다.[60]
  • 아마존 시대(아마존is Planitia의 이름을 따서 명명됨): 33억년에서 29억년 전 사이의 현재.아마존 지역은 운석 충돌 크레이터가 거의 없지만, 그 외에는 꽤 다양하다.올림푸스 몬스는 이 기간 동안 화성의 다른 곳에 용암이 흐르면서 형성되었다.[60]

화성에서는 아직도 지질 활동이 이루어지고 있다.아타바스카 발레스에는 약 200마리의 마이아가 생성된 시트처럼 생긴 용암이 흐른다.세르베루스 포새라고 불리는 그랩에서 물이 흐르는데 이는 똑같이 최근의 화산 침입을 나타내는 20미아 미만이었다.[61]화성 정찰궤도선이 눈사태의 모습을 포착했다.[62][63]

흙

주요기사 : 화성토양

피닉스호는 화성 토양이 약간 알칼리성이며 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 염소 등의 원소를 함유하고 있음을 보여주는 자료를 반환했다.이러한 영양소는 지구의 토양에서 발견되며, 식물의 성장에 필요하다.[64]착륙선 실험 결과 화성 토양의 pH는 기본 pH 7.7로 사람에게 독성이 있는 과염소산염의 0.6%를 함유하고 있었다.[65][66][67][68]

줄무늬는 화성에 걸쳐 흔하고 새로운 줄무늬는 분화구, 수조, 계곡의 가파른 경사면에 자주 나타난다.줄무늬는 처음에는 어둡고 나이가 들수록 가벼워진다.줄무늬는 작은 지역에서 시작해서 수백 미터까지 퍼져나갈 수 있다.그들은 바위와 다른 장애물들의 가장자리를 따라가는 것이 목격되었다.일반적으로 받아들여지는 이론은 밝은 먼지 또는 먼지 악마의 눈사태 이후 드러난 어두운 토양의 층이라는 것이다.[69]물이나 심지어 유기체의 성장을 포함하는 몇 가지 다른 설명들이 제시되었다.[70][71]

수문학

주요 기사:화성의 물

화성의 표면에는 짧은 기간 동안 가장 낮은 고도를 제외하고는 지구의 1% 미만인 저기압 때문에 액체 상태의 물이 존재할 수 없다.[25][72][73]두 개의 극지방 만년설은 대부분 물로 만들어진 것으로 보인다.[27][28]남극 대륙 빙하 속의 얼음의 부피는 녹을 경우 지구 전체 표면을 수심 11m(36ft)로 덮기에 충분하다.[74]많은 양의 얼음이 화성의 두꺼운 극지방 안에 갇혀 있는 것으로 생각된다.화성 익스프레스와 화성 정찰궤도체(MRO)의 레이더 데이터는 양쪽 [75][76]극지방과 중간 위도에서 대량의 얼음을 보여준다.[77]피닉스호는 2008년 7월 31일 얕은 화성 토양에서 직접 얼음 표본을 채취했다.[78]

화성에 보이는 지형은 화성의 표면에 액체 상태의 물이 존재했음을 강력하게 시사한다.유출 경로로 알려진 거대한 선형의 땅 파편이 약 25곳에서 표면을 가로질러 자랐다.이러한 구조물들 중 일부는 빙하나 용암의 작용으로 인한 것으로 가정되었지만, 이러한 구조물들은 지표 아래 대수층으로부터 엄청난 양의 물이 방출되어 생긴 침식의 기록으로 생각된다.[79][80]가장 큰 예 중 하나인 마아딤 발리스의 길이는 700km(430mi)로 그랜드 캐년보다 훨씬 크며, 넓이는 20km(12mi), 깊이는 2km(1.2mi)이다.그것은 화성 역사 초기에 흐르는 물에 의해 조각된 것으로 생각된다.[81]이들 채널 중 가장 어린 채널은 불과 몇 백만년 전에 형성되었다고 생각된다.[82]다른 곳, 특히 화성 표면의 가장 오래된 지역에서, 보다 미세한 크기의 백색계곡 네트워크는 경관의 상당한 비율에 걸쳐 퍼져 있다.이러한 계곡의 특징과 분포는 화성 초기 역사에서 강수에 기인하는 유출에 의해 조각되었다는 것을 강하게 암시한다.지표하수 흐름과 지하수 삭감은 일부 네트워크에서 중요한 부차적인 역할을 할 수도 있지만, 강수는 거의 모든 경우에 절개의 근본 원인이었을 것이다.[83]

분화구와 협곡 벽을 따라 지상 갈매기와 비슷한 모습으로 나타나는 특징이 수천 가지나 된다.갈매기들은 남반구의 고지대에 있는 경향이 있고 적도를 마주 보는 경향이 있다; 모두 30° 위도의 극지방이다.많은 저자들이 이산화탄소의 서리나 건조한 먼지의 이동과 관련된 형성 메커니즘을 주장했지만,[84][85] 그들의 형성 과정에는 아마도 녹는 얼음에서 나오는 액체 물이 포함되어야 한다고 제안했다.[86][87]부분적으로 저하된 갈매기는 풍화작용에 의해 형성되지 않았고 겹친 충격 크레이터가 관찰되지 않았으며, 이는 그것들이 아직 활동적일 수 있는 젊은 특징임을 나타낸다.[85]분화구에 보존된 델타, 충적팬과 같은 다른 지질학적 특징들은 화성의 초기 역사에서 간격이나 간격에서 더 따뜻하고 습한 상태에 대한 추가적인 증거다.[88]그러한 조건들은 표면의 많은 부분에 걸쳐 크레이터 호수의 광범위한 존재를 요구하는데, 여기에는 독립적인 광물학, 퇴적학 및 지질학적 증거가 있다.[89]

MRO에서 바라본 이 강화된 색채의 전망에서 밝은 파란색으로 보이는 급경사에 지하수 얼음의 단면이 노출되어 있다.[90]장면의 폭은 약 500m이다.스카프는 평지에서 약 128미터 떨어진 곳에 떨어진다.빙판은 표면 바로 아래에서 100미터 혹은 그 이상의 깊이까지 뻗어 있다.[91]

한때 화성 표면에 액체 상태의 물이 존재했다는 추가적인 증거는 헤마이트나 고에타이트와 같은 특정 광물들의 검출에서 비롯되는데, 이 두 가지 모두 때때로 물이 있는 곳에서 형성된다.[92]2004년에 오퍼튜니티는 미네랄 자로사이트를 검출했다.이것은 한때 화성에 물이 존재했다는 것을 증명하는 산성수의 존재에서만 형성된다.[93]액체 상태의 물에 대한 보다 최근의 증거는 2011년 12월 NASA의 화성 탐사선 오퍼튜니티가 지표면에서 광물 석고체를 발견한 데서 나온다.[94][95]화성 지질학의 광물 내에 포함된 히드록실 이온으로 대표되는 화성 상단 맨틀의 물의 양은 100만분의 50~300ppt으로 지구와 같거나 더 많을 것으로 추정되며, 이는 200~1000m(660~3,280ft)의 깊이까지 전 행성을 덮을 수 있을 정도로 충분하다.[96]2005년 레이더 데이터는 극지방과[75] 중위도지방에 다량의 수빙이 존재한다는 것을 밝혀냈다.[77][97]화성 탐사선 스피릿은 2007년 3월 물 분자를 포함한 화학 화합물을 샘플링했다.[98]

NASA는 2013년 3월 18일 "틴티나" 바위와 "서튼 인리어" 바위의 부서진 파편뿐만 아니라 "Knorr" 바위와 "Wernicke" 바위와 같은 다른 바위의 정맥과 결절 등 여러 암석 샘플에서 황산칼슘으로 추정되는 미네랄 하이드레이션의 기구를 통해 얻은 증거를 보고했다.[99][100]탐사선의 DAN 기기를 사용한 분석은 탐사선이 브래드베리 착륙지점에서 글렌엘그 지형의 옐로나이프 만 지역으로 이동하는 동안 60 센티미터(24인치) 깊이까지 수분 함량이 4%에 달하는 지표수 아래 물의 증거를 제공했다.[99]2015년 9월, NASA는 반복적인 비탈면 라인에서 비탈면의 어두운 부분에 대한 분광계 수치를 근거로, 수분이 함유된 브라인 흐름의 결정적인 증거를 발견했다고 발표했다.[101][102]이러한 관찰은 이러한 어두운 줄무늬가 매우 얕은 지표면에 흐르는 물에서 비롯되었다는 형성 시기 및 성장 속도에 기초하여 초기 가설을 확인시켜 주었다.[103]줄무늬에는 수정 구조에 물 분자가 있는 수산화염, 과염소산염이 들어 있다.[104]이 줄무늬는 기온이 영하 23도 이상인 화성의 여름에 내리막길을 따라 흘러 더 낮은 온도에서 얼게 된다.[105]

연구원들은 지구의 낮은 북쪽 평원의 많은 부분이 수백 미터 깊이의 바다로 덮여있었다고 추측하고 있지만, 이것은 여전히 논쟁의 여지가 있다.[106]2015년 3월 과학자들은 그러한 바다가 지구 북극해의 크기였을 수도 있다고 말했다.이 발견은 현대 화성의 대기에서 물과 중수소의 비율에서 도출되었다.화성 중수소의 양은 지구에 존재하는 양의 8배에 달해 고대 화성의 수심이 현저히 높았음을 시사한다.큐리오시티 탐사 로봇의 결과는 이전까지 게일 크레이터에서 높은 중수소 비율을 발견했지만, 바다의 존재를 암시할 만큼 현저하게 높지는 않았다.다른 과학자들은 이러한 결과가 확인되지 않았다고 경고하며, 화성 기후 모델들은 이 행성이 과거에 액체 상태의 물체를 지탱할 만큼 충분히 따뜻했다는 것을 아직 보여주지 않았다고 지적한다.[107]북극 캡 근처에 81.4 킬로미터(50.6 mi) 폭의 코롤레프 분화구가 있는데, 화성 익스프레스 궤도선에는 약 2,200 입방 킬로미터(530 cu mi)의 물 얼음이 채워져 있는 것으로 밝혀졌다.[108]

2016년 11월 NASA는 유토피아 플라니티아 지역에서 다량의 지하 얼음을 발견했다고 보고했다.검출된 물의 양은 슈페리어 호수의 물의 부피와 동등한 것으로 추정되었다.[109][110]2020년 2월, 연구에서는 계절적으로 나타나는 반복 경사선이라고 알려진 줄무늬가 짧은 염수 유입에 의해 발생한다는 결론을 내렸다.[111][112]2021년, 엑소마스 트레이스 가스 오비터가 발레스 마리네리스 협곡 시스템에서 물을 발견했다.[113]

폴라 캡

주요기사 : 화성 극지방 만년설
북극 초여름의 만년설(1999); 계절에 따른 이산화탄소 얼음 층은 겨울에 형성되고 여름에 사라진다.
남극 한여름 빙하(2000년); 남쪽 캡에는 영구적인 이산화탄소 빙하가 수빙으로 덮여 있다.[114]

화성에는 두 개의 영구적인 극지방 만년설이 있다.극의 겨울 동안, 그것은 지속적인 어둠 속에 놓여져 표면을 냉각시키고 대기의 25-30%가 이산화탄소2 얼음판(건조 얼음)으로 침적되게 한다.[115]극이 다시 햇빛에 노출되면, 냉동된 이산화탄소가2 증발한다.이러한 계절적 작용은 많은 양의 먼지와 수증기를 운반하여 지구와 같은 서리와 큰 권운들을 발생시킨다.2004년 오퍼튜니티 탐사선(Opportunity of water-ice)이 얼음구름을 촬영했다.[116]

양쪽 극지방의 뚜껑은 주로 (70%) 수빙으로 구성된다.얼어붙은 이산화탄소는 북쪽 겨울에만 북쪽 캡에 약 1m 두께의 비교적 얇은 층으로 축적되는 반면 남쪽 캡에는 약 8m 두께의 영구 드라이아이스 커버가 있다.남극의 영구 드라이아이스 커버는 평평하고 얕고 대략적인 원형의 구덩이에 의해 보호되고 있는데, 이것은 반복적인 영상촬영이 매년 미터씩 확장되고 있다; 이것은 남극의 물 얼음 위에 있는 영구적인2 CO 커버가 시간이 지남에 따라 저하되고 있음을 시사한다.[117]북극캡의 지름은 약 1,000 킬로미터(620 mi)이며,[118] 약 160만 입방 킬로미터(5.7×1016 cu ft)의 얼음을 포함하고 있는데, 이 얼음이 캡에 고르게 퍼지면 두께는 2 킬로미터(1.2 mi)가 된다.([119]이는 그린란드 빙상의 부피 285만 입방 킬로미터(1.01×1017 cu ft)와 비교된다.남쪽 극지모는 지름이 350km(220mi), 두께가 3km(1.9mi)이다.[120]남극 대륙 캡의 얼음 총 부피와 인접한 층의 퇴적물은 160만 입방 킬로미터로 추정되었다.[121]두 극지방 캡 모두 나선형 수조를 보여주고 있는데, 최근 샤라드 얼음 침투레이더를 분석한 결과 코리올리 효과로 인해 나선형 카타바틱 바람이 작용한 결과였다.[122][123]

남부 만년설 인근 지역의 계절적 서리는 땅 위에 투명한 1m 두께의 드라이아이스 슬라브가 형성되는 결과를 낳는다.봄이 오면서 햇빛은 지표면을 따뜻하게 하고 이산화탄소를2 승화시키는 압력이 슬래브 밑으로 쌓이면서 상승하고 결국 파열된다.이는 짙은 기저성 모래나 먼지와 혼합된 간헐천2 같은 CO 가스의 분출로 이어진다.이 과정은 빠르고, 며칠, 몇 주 또는 몇 달이라는 공간에서 일어나는 것으로 관찰되며, 지질학적으로, 특히 화성의 경우 상당히 특이한 변화율을 보인다.슬래브 아래로 돌진하는 가스는 얼음 아래 방사형 채널의 거미줄 같은 패턴을 가지고 있는데, 이 과정은 하나의 플러굴을 통해 물이 빠져나가면서 형성된 침식망과 같은 역류형이다.[124][125]

지리 및 이름

주요 기사:화성의 지리
추가 정보:아로이드
참고 항목: 카테고리:화성의 지표면 특성
화성 남반구, 저지대(파란색)를 지배하고 있는 고지(빨간색, 주황색)를 보여주는 MOLA 기반 지형도.화산 고원은 북쪽 평야의 지역을 구분하는 반면, 고지대는 몇 개의 큰 충격 분지로 둘러싸여 있다.

달의 지도를 그린 것으로 더 잘 기억되지만, 요한 하인리히 메들러와 빌헬름 비어가 최초의 아로마 작가였다.그들은 화성의 표면 특징의 대부분이 영구적이라는 것을 확인하고 화성의 자전 기간을 보다 정확하게 결정함으로써 시작했다.1840년, 메들러는 10년간의 관측을 결합하여 화성 최초의 지도를 그렸다.[126]

화성의 특징들은 다양한 출처에서 이름이 붙여졌다.알베도의 특징은 고전 신화의 이름을 따서 명명되었다.60km가 넘는 분화구는 화성 연구에 기여한 과학자, 작가 등의 이름을 딴 것이다.60km 미만의 분화구는 인구가 10만 명 미만인 세계의 마을과 마을에 붙여진 이름이다.큰 계곡은 다양한 언어로 "마스" 또는 "별"이라는 단어의 이름을 따서 지어지고, 작은 계곡은 강 이름을 따서 지어진다.[127]

큰 알베도 형상은 많은 오래된 이름을 유지하지만 형상의 특성에 대한 새로운 지식을 반영하도록 업데이트되는 경우가 많다.예를 들어, 닉스 올림피카(올림푸스의 눈)는 올림푸스 몬스(올림푸스 산)가 되었다.[128]지구에서 볼 수 있는 화성의 표면은 알베도가 다른 두 종류의 영역으로 나뉜다.불그스름한 철산화물이 풍부한 먼지와 모래로 뒤덮인 팔레르 평야는 한때 화성 '계속'으로 생각되어 아라비아 테라(아라비아의 땅)나 아마조니스 플라니티아(아마조니아 평야)와 같은 이름이 붙여졌다.어두운 이목구비는 바다라고 생각되었고, 따라서 그들의 이름은 Mare Erythraeum, Mare Syranum, 그리고 Aurorae Sinus이다.지구에서 볼 수 있는 가장 큰 어두운 특징은 시르티스 메이저 플랑움이다.[129]영구 북극성 만년설은 Planum Boreum이라고 이름 붙여진 반면, 남쪽 만년설은 Planum Australe이라고 불린다.[130]

화성의 적도는 회전에 의해 정의되지만, 지구(그린위치)와 마찬가지로 지구(그린위치)의 위치도 임의의 지점을 선택하여 지정되었다; Médler와 Beer는 1830년 첫 화성 지도를 위해 선을 선택했다.After the spacecraft Mariner 9 provided extensive imagery of Mars in 1972, a small crater (later called Airy-0), located in the Sinus Meridiani ("Middle Bay" or "Meridian Bay"), was chosen by Merton Davies, Harold Masursky, and Gérard de Vaucouleurs for the definition of 0.0° longitude to coincide with the original selection.[131][132][133]

화성은 해양이 없고 따라서 "바다 수준"이 없기 때문에, 0경사 표면을 기준 수준으로 선택해야 했다; 이것은 지구의 지형과 유사하게 화성의 아로이드라고[134] 불린다.[135]제로 고도는 610.5Pa(6.105mbar)의 대기압이 있는 높이로 정의되었다.[136]이 압력은 물의 3중 지점에 해당하며, 지구 해수면 표면 압력(0.006 atm)의 약 0.6%에 해당한다.[137]

지도 제작을 위해 미국 지질조사국은 화성의 표면을 30개의 지층 사분면으로 나누는데, 각각 화성의 표면에 포함된 고전적인 알베도 기능을 위해 이름이 붙여졌다.[138]

충격지형

새로운 소행성이 화성에 미치는 충격은3°20°N 219°23°E / 3.34°N 219.38°E / 3.34; 219.38.이 사진들은 2012년 3월 27일과 28일 화성 오후(MRO)에서 각각 촬영되었다.[139]

화성 지형의 이분법이 두드러진다: 용암 흐름으로 평평해진 북쪽 평야는 고대의 충돌로 인해 움푹 패인 남쪽 고지대와 대비된다.40억년 전, 화성의 북반구가 지구 달 크기의 10분의 1에서 3분의 2 크기의 물체에 부딪혔을 가능성이 있다.만약 그렇다면, 화성의 북반구는 태양계에서 가장 큰 충돌 분화구로 유토피아 플라니티아와 달의 남극-아이트켄 분지를 능가하는 8,500km(6,600 X 5,300mi) 크기의 충돌 분화구가 있는 곳이거나 유럽, 아시아, 호주의 대략적인 면적이 합쳐진 곳이 될 것이다.[140][141][142]

화성은 수많은 충돌 크레이터로 인해 흉터가 남는다. 지름 5km(3.1mi) 이상의 크레이터 총 4만3000개가 발견되었다.[143]가장 크게 노출된 분화구는 헬라스(Hellas)로 폭 2300km(1400mi)에 깊이 7000m(2만3000ft)로 지구에서 선명하게 보이는 가벼운 알베도(Albedo) 특징이다.[144][145]지름 1800km(1100mi)[146] 정도인 아르기레와 지름 1500km(930mi) 정도인 이시디스 등 다른 주목할 만한 충격 기능도 있다.[147]화성의 작은 질량과 크기 때문에, 물체가 행성과 충돌할 확률은 지구의 약 절반이다.화성은 소행성대에 더 가까이 위치하기 때문에 그 근원의 물질에 부딪힐 확률이 높아진다.화성은 목성 궤도 내에 있는 혜성, 즉 단기간 혜성에 더 많이 부딪힐 가능성이 있다.[148]

화성 분화구는 운석이 충돌한 후 땅이 젖었다는 것을 암시하는 형태론을 가질 수 있다.[149]

화산

주요 기사:화성의 화산학
올림푸스 몬스의 바이킹 1 이미지.화산과 관련 지형은 지름이 약 550km(340mi)이다.

방패화산 올림푸스 몬스(Mountain Olympus Mons, Mount Olympus)는 타르시스의 광대한 고지대에 있는 멸종된 화산으로, 여러 개의 다른 대형 화산이 포함되어 있다.이 건물은 폭이 600km(370mi)가 넘는다.[150][151]산이 워낙 크고, 가장자리에 복잡한 구조로 높이를 할당하기가 어렵기 때문이다.북서쪽 여백을 형성하고 있는 절벽의 기슭에서 절정에 이르는 그것의 지역적 구조는 해저의 그것의 기저부에서 측정했을 때 마우나 케아보다 두 배 정도 높은 21 km (13 mi)를 넘는다.[151]북서쪽으로 1000km(620mi)가 넘는 아마조니스 플라니티아의 평야에서 정상까지는 26km(16mi)[152]에 육박하는데, 이는 에베레스트 산의 약 3배 높이에 비하면 8.8km(5.5mi)가 조금 넘는 수준이다.따라서 올림푸스 몬스는 태양계에서 가장 높거나 두 번째로 높은 산으로 알려져 있다. 가장 높은 산은 20–25 km(12–16 mi)의 소행성 베스타에 있는 꿩실비아 산이다.[153]

텍토닉 사이트

밸리스 마리너리스(2001 Mars Odyssey)

큰 협곡인 Valles Marineris(옛 운하 지도에서[154] 아가토다에몬이라고도 하는 "Mariner Valles"의 라틴어는 길이가 4000km(2,500mi), 깊이는 최대 7km(4.3mi)이다.Valles Marineris의 길이는 유럽의 길이에 상당하며, 화성의 둘레 1/5에 걸쳐 뻗어 있다.이에 비해 지구의 그랜드 캐니언은 길이가 446km(277mi)에 불과하고 깊이는 2km(1.2mi)에 가깝다.발레스 마리네리스는 타르시스 부위가 부풀어 올라 형성된 것으로, 발레스 마리네리스 부위의 지각판이 무너졌다.2012년, Valles Marineris는 단순히 잡는 것이 아니라 150 킬로미터(93 mi)의 횡방향 운동이 발생한 판 경계로서 화성을 2-텍토닉 판 배열의 행성으로 만들자는 제안이 있었다.[155][156]

구멍

NASA의 화성 오디세이 인공위성에 탑재된 열 방출 영상 시스템(THEMIS)의 이미지에서 아르시아 몬스 화산의 측면에 7개의 동굴 입구가 있을 가능성이 있는 것으로 밝혀졌다.[157]발견자들의 사랑하는 사람들의 이름을 딴 이 동굴들은 총칭적으로 "7명의 자매"[158]로 알려져 있다.동굴 입구의 폭은 100~252m(328~827ft)로 측정되며 깊이는 최소 73~96m(240~315ft)로 추정된다.빛이 대부분의 동굴의 바닥에 도달하지 못하기 때문에, 그것들은 이러한 낮은 추정치보다 훨씬 더 깊이 뻗어 있고 표면 아래로 넓어졌을 가능성이 있다."데나"는 유일한 예외로 바닥이 보이고 깊이가 130미터(430피트)로 측정되었다.이 동굴들의 내부는 행성 표면에 폭격을 가하는 마이크로미터로이드, 자외선 복사, 태양 플레어 및 고에너지 입자로부터 보호될 수 있다.[159][160]

대기

주요 기사:화성의 대기
UV에서[161] MAVEN에 의한 화성 대기(탄소, 산소, 수소) 이탈

화성은 40억년 전에 자기권을 잃었는데,[162][163] 아마도 수많은 소행성 충돌로 인해 태양풍이 화성 전리권과 직접 상호작용하여 외부 층의 원자를 제거함으로써 대기밀도를 낮춘 것이다.화성 글로벌 서베이어와 화성 익스프레스 모두 화성 뒤 우주로 이온화된 대기 입자를 감지했으며, 이 대기 손실은 MAVEN 인공위성에 의해 연구되고 있다.[162][164]지구와 비교하면 화성의 대기는 상당히 희박하다.오늘날 표면의 대기압은 올림푸스 몬스의 최저 30Pa(0.0044psi)에서 헬라스 플라니티아의 1,155Pa(0.1675psi)까지 다양하며, 표면의 평균 압력은 600Pa(0.087psi)이다.[165]화성에서 가장 높은 대기 밀도는 지구 표면에서 35 킬로미터(22 mi)[166] 떨어진 곳에서 발견된 것과 같다.결과 평균 표면 압력은 지구 101.3 kPa(14.69 psi)의 0.6%에 불과하다.대기의 척도 높이는 약 10.8km(6.7mi)[167]로 화성의 표면 중력이 지구의 약 38%에 불과하기 때문에 지구 6km(3.7mi)보다 높다.[168]

화성의 대기는 산소와 물의 흔적과 함께 약 96%의 이산화탄소, 1.93%의 아르곤, 1.89%의 질소로 이루어져 있다.[1][169]대기층은 매우 먼지가 많고, 화성 하늘에 표면에서 볼 때 황갈색을 띠게 하는 지름 약 1.5 µm의 미립자를 포함하고 있다.[170]산화철 입자가 매달려서 분홍색을 띠기도 한다.[18]화성 대기 중의 메탄 농도는 북쪽 겨울에는 약 0.24ppb에서 여름에는 약 0.65ppb로 변동한다.[171]수명의 추정치는 0.6년에서 4년 사이이므로 [172][173]그 존재는 기체의 활성원이 존재해야 함을 나타낸다.메탄은 물과 이산화탄소를 포함한 독사화, 화성에서 흔히 발생하는 것으로 알려진 광물 올리빈과 같은 비생물학적 과정에 의해 생성될 수 있었다.[174][175]

오로라는 화성에서 발견되었다.[176][177][178]2017년 9월, NASA는 화성 표면의 방사능 수치가 일시적으로 두 배가 되었고, 이 달 중순에 대규모의 예상치 못한 태양 폭풍으로 인해 이전에 관측된 것보다 25배나 밝은 오로라와 연관되었다고 보고했다.[179]

기후

주요 기사:화성의 기후

태양계의 모든 행성들 중에서, 화성의 계절은 두 행성의 회전 축의 기울기가 비슷하기 때문에 지구와 가장 유사하다.화성의 태양으로부터 더 먼 거리는 화성의 해로 이어지기 때문에 화성의 계절은 지구의 약 두 배다.화성 표면 온도는 적도 여름에 약 -128°C(-198°F)의 최저에서 최대 35°C(95°F)[14][180]까지 다양하다.기온의 범위가 넓은 것은 태양열을 많이 저장할 수 없는 얇은 대기, 저기압, 화성 토양의 낮은 열관성 때문이다.[181]이 행성은 태양으로부터 지구보다 1.52배 더 떨어져 있어 햇빛의 43%에 불과하다.[182][183]

만약 화성이 지구와 같은 궤도를 가지고 있다면, 화성의 축방향 기울기는 지구와 비슷하기 때문에 지구의 계절과 비슷할 것이다.화성 궤도의 비교적 큰 편심성은 상당한 영향을 미친다.화성은 남반구에서 여름, 북쪽에서 겨울이 되면 근친상간이며, 남반구에서 겨울, 북쪽에서 여름일 때는 근친상간이다.결과적으로, 남반구의 계절은 더 극심하고 북반구의 계절은 그렇지 않은 경우보다 더 온화하다.남쪽의 여름 온도는 북쪽의 동등한 여름 온도보다 최대 30 °C(54 °F)까지 따뜻할 수 있다.[184]

화성은 태양계에서 가장 큰 먼지 폭풍을 가지고 있으며 160km/h(100mph) 이상의 속도에 도달한다.이것들은 작은 지역에 걸친 폭풍에서부터 지구 전체를 뒤덮는 거대한 폭풍에 이르기까지 다양하다.그것들은 화성이 태양에 가장 가까울 때 발생하는 경향이 있고, 지구 온도를 증가시키는 것으로 보여진다.[185]

화성의 먼지 폭풍
2012년 11월 18일
2012년 11월 25일
2018년 6월 6일[186]
오퍼튜니티 및 큐리오시티 로버의 위치가 주목됨


궤도 및 회전

주요 기사:화성의 궤도
참고 항목:화성의 시간 기록
화성은 태양으로부터 약 2억 3천만 킬로미터 떨어져 있으며, 화성의 궤도 주기는 687일이고 붉은색으로 묘사되어 있다.지구의 궤도는 파란색으로 되어 있다.

화성의 태양으로부터의 평균 거리는 약 2억 3천만 km(1억 4천 3백만 mi), 궤도 주기는 687일(지구)이다.화성의 태양절(또는 솔)[187]은 지구의 날보다 약간 길다: 24시간, 39분, 35.244초.화성의 한 해는 1.8809년 또는 1년, 320일, 18.2시간과 같다.[1]

화성의 축방향 경사는 궤도면에 비해 25.19°로 지구의 축방향 경사와 유사하다.[1]그 결과, 화성에는 지구와 같은 계절이 있지만, 화성에서는 궤도 주기가 그만큼 길기 때문에 거의 두 배나 길다.현재 시대에는 화성 북극의 방향이 데네브 항성에 가깝다.[16]

화성의 궤도 이심률은 약 0.09로 비교적 뚜렷하다. 태양계의 다른 7개 행성 중 수성만이 궤도 이심률이 더 크다.과거에 화성은 훨씬 더 원형 궤도를 돌았다고 알려져 있다.135만년 전 지구의 어느 순간, 화성은 대략 0.002의 기이한 모습을 보였는데, 이는 오늘날의 지구보다 훨씬 적은 것이다.[188]화성의 기이성 주기는 지구의 주기인 10만년에 비해 9만6000년이다.[189]

거주성 및 생명체 탐색

주요 기사: Life on Mars
바이킹 1호 착륙선의 샘플링 암이 토양 샘플을 채취하여 검사를 실시하였다(크리스 플라니티아)

19세기 후반에는 화성이 산소와 물을 포함한 생명 유지 능력을 가지고 있다는 것이 천문계에서 널리 받아들여졌다.그러나 1894년 릭 천문대의 W. W. 캠벨은 이 행성을 관찰했고 "화성의 대기에서 수증기나 산소가 발생하면 분광기에 의해 감지되기에는 너무 적은 양"이라는 것을 발견했다.이것은 당시의 많은 측정에 모순되어 널리 받아들여지지 않았다.캠벨과 V. M. Slipher는 1909년에 더 나은 기구를 사용하여 이 연구를 반복했지만 같은 결과를 얻었다.1925년 W. S. 아담스에 의해 그 발견이 확인되고 나서야 비로소 화성의 지구 같은 거주성에 대한 신화가 깨졌다.[190]그러나 1960년대에도 화성의 계절적 변화를 위해 생명체 이외의 설명은 제쳐두고 화성 생물학에 관한 기사가 실렸다.기능 생태계를 위한 대사 및 화학 주기에 대한 상세한 시나리오가 발표되었다.[191]

생명체의 출현에 유리한 환경 조건을 개발할 수 있는 세계의 능력인 행성 거주성에 대한 현재의 이해는 표면에 액체 상태의 물이 있는 행성을 선호한다.대부분의 경우 이것은 행성의 궤도가 거주 가능 구역 안에 있어야 하는데, 태양은 금성 바로 너머에서 화성의 반주축까지 뻗어 있다.[192]페리힐리온 기간 동안 화성은 이 지역 안쪽으로 빠져들지만 화성의 얇은(저압) 대기로 인해 많은 지역에 액체 상태의 물이 장기간 존재할 수 없게 된다.과거의 액체 물의 흐름은 그 행성의 거주 가능성 가능성을 보여준다.최근의 증거는 화성 표면의 어떤 물도 규칙적인 지상 생활을 지탱하기에는 너무 짜고 산성이었을 수도 있다는 것을 시사했다.[193]

자력권의 부족과 화성의 극도로 얇은 대기는 도전이다: 이 행성은 표면에 걸쳐 열 전달이 거의 없고, 태양풍에 대한 단열이 잘 되지 않으며, 액체 형태로 물을 유지하기에 충분한 대기압력이 없다.화성은 거의 또는 아마도 완전히 지질학적으로 죽었다; 화산 활동의 끝은 분명히 화성의 표면과 내부 사이의 화학 물질과 광물의 재활용을 막았다.[194]

현장 조사는 바이킹 착륙선, 스피릿 앤 오퍼튜니티 탐사선, 피닉스 착륙선, 큐리오시티 탐사선에 의해 수행되었다.증거는 이 행성이 한때 지금보다 훨씬 더 거주할 수 있었다고 암시하지만, 그곳에 살아있는 유기체가 존재했는지는 알려지지 않았다.1970년대 중반의 바이킹 탐사선은 화성 토양에서 미생물을 검출하기 위해 고안된 실험을 각각의 착륙지점에서 운반했고 일시적으로 증가시키는 등 긍정적인 결과를 얻었다. 물과 영양소에 노출되면 CO가2 생성된다.나사의 과학자 길버트 레빈은 바이킹이 생명체를 발견했을지도 모른다고 주장하면서, 이 생명의 징후는 후에 과학자들에 의해 논쟁으로 이어졌고, 그 결과, 나사의 과학자 길버트 레빈은 바이킹이 생명체를 발견했을지도 모른다고 주장했다.극단적 생명체의 현대적 지식에 비추어 바이킹 데이터의 재분석은 바이킹 테스트가 이러한 생명체의 형태를 감지할 만큼 정교하지 못하다는 것을 시사했다.그 테스트는 심지어 생명체를 죽일 수도 있었다.[195]피닉스 화성 착륙선이 실시한 실험에서 토양에는 알칼리성 pH가 있고 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 염화물이 함유되어 있는 것으로 나타났다.[196]토양 영양소는 생명을 지탱할 수 있을지 모르지만, 생명체는 강렬한 자외선으로부터 여전히 보호되어야 할 것이다.[197]2014년 화성 운석 EETA79001을 분석한 결과 염소산염, 과염소산염, 질산염 이온이 화성에 널리 분포하고 있음을 알 수 있을 만큼 농도가 높은 것으로 나타났다.UV와 X선 방사선은 염소산염과 과염소산염 이온을 반응성이 매우 높은 다른 염소산염소로 변화시킬 것이며, 이는 모든 유기 분자가 생존하기 위해 표면 아래에 매장되어야 함을 나타낸다.[198]

과학자들은 운석 ALH84001에서 발견된 탄산염 입구가 화성 표면에서 1500만년 전 운석 충돌로 폭발했을 때 화성에 현존하는 미생물 화석화 될 수 있다고 제안했다.이 제안은 회의론에 부딪혔고, 도형에 대한 독점적인 무기적 기원이 제안되었다.[199]화성 궤도에 의해 검출된 소량의 메탄과 포름알데히드는 모두 화성의 대기에서 빠르게 분해될 것이기 때문에 생명체가 살 수 있는 증거라고 주장되고 있다.[200][201]대신, 이러한 화합물들은 화산이나 뱀나이트와 같은 다른 지질학적 수단으로 보충될 수 있다.[174]지구에서 생명체의 흔적을 보존할 수 있는 유성의 충격으로 형성된 임팩트 글라스는 화성의 충격 분화구 표면에서도 발견되었다.[202][203]마찬가지로, 화성의 충돌 크레이터에 있는 유리는 만약 그 장소에 생명체가 존재했다면 생명의 흔적을 보존할 수 있었을 것이다.[204][205][206]

문스

주요 기사:화성의 위성, 포보스(달), 데이모스(달)
대부분 평행한 홈과 크레이터 체인을 보여주는 Phobos의 강화된 컬러 HiRISE 이미지, 오른쪽에는 Stickney 크레이터가 있다.
디모스의 강화된 컬러 하이라이즈 이미지(스케일링 아님)로 리졸루스의 매끄러운 담요를 보여준다.

화성은 지구와 비교했을 때 상대적으로 작은 두 개의 자연 달인 포보스(지름 약 22km (지름 약 14mi)와 행성 가까이에서 공전하는 데이모스(지름 약 12km (7.5mi))가 있다.소행성 포획은 오랫동안 선호되어 온 이론이지만 그 기원은 여전히 불확실하다.[207]두 위성은 모두 1877년 아삽 홀에 의해 발견되었는데, 포보스(패닉/공포)와 데이모스(테러/드레드)라는 등장인물의 이름을 따왔다. 그는 그리스 신화에서 전쟁의 신 아레스 아버지를 따라 전투에 참가하였다.화성은 아레스와 맞먹는 로마인이었다.[208][209]현대 그리스어로 이 행성은 고대 이름 아레스(아리스: :άηη)를 유지하고 있다.[141]

화성 표면에서 보면 달의 움직임과 포보스와 데이모스의 움직임이 다르다.포보스는 서쪽에서 일어나 동쪽에서 세팅한 뒤 불과 11시간 만에 다시 일어난다.다이모스는 궤도 주기가 행성의 회전 기간과 일치할 수 있는 동기 궤도 바로 바깥에 있을 뿐인데, 동쪽에서 예상한 대로 느리게 상승한다.

포보스의 궤도가 동기식 고도 이하로 떨어져 있기 때문에 화성에서 나오는 조력력은 점차 궤도를 낮추고 있다.약 5천만년 후에, 그것은 화성 표면에 충돌하거나 행성 주위의 고리 구조로 부서질 수 있다.[210]

두 달의 기원은 잘 알려져 있지 않다.이들의 낮은 알베도 성분과 카본질 콘드라이트는 소행성과 비슷한 것으로 여겨져 포획이론을 뒷받침하고 있다.불안정한 포보스의 궤도는 비교적 최근의 포획을 가리키는 것 같다.그러나 둘 다 적도 부근의 원형 궤도를 가지고 있는데, 이것은 포획된 물체에게는 흔치 않은 일이며 필요한 포획 역학은 복잡하다.화성의 역사 초기에 나타난 억양은 그럴듯하지만, 그것이 확인된다면 화성 자체보다는 소행성과 유사한 구성을 설명하지는 못할 것이다.[211]

세 번째 가능성은 제3의 신체 또는 충격파괴의 한 유형이다.증거의 Phobos과 작문 주로 phyllosilicates과 다른 미네랄 성분들이 포보스의 재료에서 연원 화성에 화성의 궤도에서 reaccreted 영향 Earth'의 원점에 대한 지배적인 이론에와 유사한 분출된 쪽으로 Mars,[213]지점에서 알려진 포함하는 암시하는 매우 다공성 interior,[212] 것에 대해More-recent 대사들이다.s달.화성의 달의 가시광선 및 근적외선(VNIR) 스펙트럼은 외곽벨트 소행성 스펙트럼과 유사하지만, 포보스의 열적외선 스펙트럼은 어떤 등급의 콘드라이트와도 일치하지 않는 것으로 보고되고 있다.[213]또한 포보스와 데이모스는 화성에 대한 큰 충격으로 생긴 파편들에 의해 형성된, 그리고 그 자체로 더 최근의 충격에 의해 파괴된 오래된 달의 조각일 가능성도 있다.[214]

화성은 직경 50~100m(160~330ft) 미만의 위성을 가질 수 있으며, 포보스와 데이모스 사이에 먼지 고리가 존재할 것으로 예측된다.[215]

탐험

주요기사 : 화성탐사
큐리오시티 탐사선이 탑승한 화성과학실험실(Science Laboratory)의 하강단계는 화성 정찰위성이 촬영한 낙하산을 전개해 착륙 전 스스로 감속한다.

궤도선, 착륙선, 탐사선 등 승무원 없는 우주선 수십 대가 소련, 미국, 유럽, 인도, 아랍에미리트(UAE), 중국 등에 의해 화성으로 보내져 화성의 표면, 기후, 지질학을 연구했다.[216]

1960년대와 1970년대에 나사의 메리너 임무 동안 우주선이 행성을 방문했을 때, 화성의 많은 이전 개념들은 근본적으로 깨졌다.바이킹 생명탐지 실험의 결과는 적대적이고 죽은 행성에 대한 가설이 일반적으로 받아들여지는 중간 휴식 시간을 도왔다.[217]마리너 9호와 바이킹은 이들 임무의 데이터를 이용해 화성의 더 나은 지도를 만들 수 있도록 했고, 1996년 발사해 2006년 말까지 운영한 화성 글로벌 서베이 미션은 화성 지형, 자기장, 표면 광물의 완전하고 극히 상세한 지도를 얻을 수 있도록 했다.[218]이 지도들은 온라인에서, 예를 들어, 구글 마스에서 이용할 수 있다.화성 정찰 궤도선과 화성 익스프레스 모두 새로운 기기로 탐사하고 착륙선 임무를 지원했다.NASA는 50년간의 탐사 데이터를 이용해 행성의 시각화를 제공하는 마스 트렉과 큐리오시티와 함께 화성 여행을 3-D로 시뮬레이션하는 체험 큐리오시티 등 2가지 온라인 도구를 제공한다.[219][220]

2021년 현재 화성은 14개의 기능하는 우주선을 보유하고 있다.궤도에는 2001년 화성 오디세이, 화성 익스프레스, 화성 정찰 궤도선, MAVEN, 화성 궤도선 미션, 엑소마스 추적 가스 궤도선, 호프 궤도선, 톈원-1 궤도선 등 8개가 있다.[221][222]또 다른 여섯 개는 Insight 착륙선,[223] 화성 과학 연구소 큐리오시티 탐사선, 페르세우스 탐사선, 인제너시티 헬리콥터, 톈원-1 착륙선, 즈후롱 탐사선이다.[224]

전생의 증거를 찾기 위해 고안된 로잘린드 프랭클린 로버 미션은 2018년 발사할 예정이었으나 발사일이 빠르면 2024년으로 늦춰지는 등 거듭 미뤄져 왔다.[225][226][227]현재 화성 샘플 복귀 임무의 개념은 2026년에 발사될 것이며 NASA와 ESA에 의해 만들어진 하드웨어를 특징으로 할 것이다.[228][229]20세기와 21세기에 걸쳐 인간 화성 탐사에 대한 여러 계획이 제안되었지만 아직 인간 탐사에 착수된 것은 없다.2017년 NASA 승인법은 NASA에 2030년대 초 화성 탐사 임무의 타당성을 조사하라고 지시했다. 결과 보고서는 결국 이것이 실현 불가능하다고 결론지었다.[230][231]또 2021년 중국은 2033년 승무원 화성 임무를 파견할 계획이었다.[232]

천문학적 온 마스

주요 기사:천문학적 온 마스
참고 항목:화성의 일식

다양한 궤도선, 착륙선, 탐사선이 존재하기 때문에 화성에서 온 천문학을 연습할 수 있다.화성의 달 포보스는 지구에서 보름달의 각 직경의 1/3 정도 나타나지만, 데이모스는 지구에서 온 금성보다 약간 더 밝게 보일 뿐 별처럼 보이거나 약간씩 나타난다.[233]

화성에서도 유성이나 오로라와 같은 지구에서 보이는 다양한 현상이 관찰되었다.[234]달의 포보스와 데이모스의 겉보기 크기는 태양의 크기보다 충분히 작으므로 태양의 부분적인 "이클립"[235][236]은 트랜싯으로 가장 잘 간주된다.화성에서 수성과 금성의 전류가 관측되었다.2084년 11월 10일 화성에서 지구의 전개가 보일 것이다.[237]

지구와 달 (MRO HiRISE, 2016년 11월)[238]
포보스는 태양을 횡단한다(Opportunity, 2004년 3월 10일)
화성의 태양 흑점 추적

보기

지구에서 본 2003년 화성의 명백한 역행 운동 애니메이션.

화성의 평균 겉보기 크기는 +0.71이고 표준 편차는 1.05이다.[12]화성의 궤도는 편심하기 때문에 태양의 반대편에 있는 크기는 약 -3.0에서 -1.4까지 다양하다.[239]최소 밝기는 행성이 태양에 근접하고 태양과 함께 있을 때 크기 +1.86이다.[12]가장 밝은 화성은 (목성과 함께) 광도 면에서 금성에 버금간다.[12]화성은 대개 노란색, 주황색 또는 빨간색으로 나타난다.지구에서 가장 멀리 떨어져 있을 때, 그것은 가장 가까이 있을 때보다 7배 이상 더 멀리 떨어져 있다.화성은 보통 15년 또는 17년 간격으로 한 두 번 볼 수 있을 만큼 충분히 가까이 있다.[240]화성이 반대쪽으로 접근하면서 역행하는 운동 기간이 시작되는데, 이는 배경별에 대해 고리형 곡선을 그리며 뒤로 움직이는 것처럼 보인다는 것을 의미한다.이 역행운동은 약 72일간 지속되며, 화성은 이 간격의 중간에서 최대 광도에 도달한다.[241]

지구로부터 수백만 km(gm)의 화성 거리.

화성의 지구중심 경도가 태양 경도와 180° 차이가 나는 지점은 지구와 가장 가까운 시기에 가까운 반대라고 알려져 있다.반대 시간은 가장 가까운 접근으로부터 8.5일 정도 떨어져서 발생할 수 있다.근접 접근 시 거리는 행성의 타원 궤도로 인해 약 5400만 km(3400만 mi)에서 1억 4300만 km(3400만 mi) 사이에 차이가 있으며, 이로 인해 각도 크기에 상당한 변동이 발생한다.[242][243]가장 최근의 화성 반대는 2020년 10월 13일 약 6300만 km(3,900만 mi)의 거리에서 일어났다.[244]화성의 연이은 반대파 사이 평균 시간은 780일이나, 연이은 반대파 사이 일수는 764일에서 812일이다.[189]

화성은 2.1년마다 지구로부터 반대한다.이 행성들은 2003년, 2018년, 2035년 화성의 근해에서 반대에 부딪혔으며 2020년과 2033년 화성의 근해에서 반대에 부딪혔다.[245][246]화성은 2003년 8월 27일 09:51:13 UTC에서 거의 60,000년 만에 지구와 가장 가까운 접근과 55,758,006 km (0.37271925 AU, 34,646,419 mi), 규모 -2.88을 보였다.이것은 화성이 반대로부터 하루, 그리고 약 3일 거리에 있을 때 발생하여 지구로부터 특히 쉽게 볼 수 있게 되었다.마지막으로 그렇게 가까이 온 것은 기원전 5만7617년 9월 12일, 그 다음이 2287년이었던 것으로 추정된다.[247]이 기록 접근법은 최근의 다른 근접 접근법보다 약간 더 가까울 뿐이었다.[189]

과거 관측치

주요 기사:화성 관측의 역사

화성의 관측 역사는 화성이 지구와 가장 가까울 때 화성의 반대에 의해 표시되며, 따라서 2년마다 발생하는 것이 가장 쉽게 보인다.더욱 주목할 만한 것은 화성이 지구와 더 가까워지기 때문에 구별되는 화성의 영구 반대론이다.[245]

고대 및 중세의 관찰

고대 수메르인들은 화성이 전쟁과 페스트의 신 네갈이라고 믿었다.수메르 시대에는 네르갈이 별 의미가 없는 작은 신이었으나, 후기 때에는 그의 주요 숭배 중심지가 니네베 시였다.[248]메소포타미아 문헌에서 화성은 "죽은 자의 운명에 대한 판단의 별"[249]로 일컬어진다.밤하늘에 떠돌아다니는 물체로서의 화성의 존재는 고대 이집트 천문학자들에 의해서도 기록되었고 기원전 1534년까지 그들은 행성의 역행 운동에 익숙해졌다.[250]네오바빌론 제국 시대까지 바빌로니아 천문학자들은 행성의 위치와 그들의 행동에 대한 체계적인 관찰을 정기적으로 기록하고 있었다.화성의 경우, 그들은 화성이 79년에 한 번, 즉 12궁도의 42회로를 만드는 37개의 시노다이즘 기간을 만든다는 것을 알고 있었다.그들은 행성의 예측된 위치를 약간 수정하기 위해 산술적인 방법을 발명했다.[251][252]고대 그리스에서 이 행성은 πρόςς로 알려져 있었다.[253]

기원전 4세기에, 아리스토텔레스는 화성이 신비화 과정에서 달 뒤로 사라졌다고 언급했는데, 이는 화성이 더 멀리 떨어져 있음을 보여준다.[254]알렉산드리아에 살고 있는 그리스인 프톨레미는 화성의 궤도 운동 문제를 다루려고 시도했다.[255]프톨레마이오스의 모델과 천문학에 관한 그의 집단적 저작은 훗날 알마게스트("가장 위대하다"는 아랍어로부터)라고 불리는 다권집(多權集)[256]에서 제시되었는데, 이 책은 이후 14세기 동안 서양 천문학에 관한 권위 있는 논문이 되었다.고대 중국의 문헌은 화성이 기원전 4세기 이전에 중국 천문학자들에 의해 알려졌음을 확인시켜 준다.[257]동아시아 문화권에서는 전통적으로 화성을 '화성'(중국어: 華城)[258][259][260]이라고 부르는데, 화성은 오성(五性)을 바탕으로 한다.

17세기 동안 타이코 브라헤는 요하네스 케플러가 행성에 대한 상대적 거리를 예비적으로 계산하기 위해 사용한 화성의 주간 시차를 측정했다.[261]브레이허의 화성 관측에서 케플러는 이 행성이 원형이 아니라 타원형으로 태양의 궤도를 돌았다고 추론했다.더욱이 케플러는 화성이 태양에 접근할 때 속도를 높이고 더 멀리 이동할 때 속도를 줄인다는 것을 보여주었는데, 이는 이후 물리학자들이 각운동량 보존의 결과로 설명하게 될 방식이었다.[262]: 433–437 망원경을 사용할 수 있게 되었을 때, 태양-지구 거리를 측정하기 위한 노력으로 화성의 주간 시차(diayly paralax)를 다시 측정했다.이것은 1672년 조반니 도메니코 카시니에 의해 처음 공연되었다.초기 시차 측정은 계측기의 품질에 의해 방해받았다.[263]비너스가 관측한 화성의 유일한 출현은 1590년 10월 13일 하이델베르크에서 마이클 마에슬린이 본 화성이다.[264]1610년, 화성은 이탈리아의 천문학자 갈릴레오 갈릴레이에 의해 관측되었는데, 그는 처음으로 망원경으로 화성을 보았다.[265]어떤 지형적 특징을 보이는 화성의 지도를 처음으로 그린 사람은 네덜란드의 천문학자 크리스티아안 후이겐스였다.[266]

화성 "운하"

주요 기사: 화성 운하
지오바니 스키아파렐리가 쓴 화성 지도
1914년 이전에 로웰이 관찰한 대로 스케치된 화성(위쪽의 남쪽)

19세기에 이르러 망원경의 분해능은 표면 형상이 식별될 수 있을 정도로 충분한 수준에 도달했다.1877년 9월 5일 화성의 치명적인 반대가 일어났다.그 날 동안, 이탈리아의 천문학자 지오바니 스키아파렐리는 밀라노에서 22 센티미터(8.7 인치)의 망원경을 사용하여 화성의 첫 번째 세부 지도를 제작하는 것을 도왔다.이 지도들은 특히 그가 카날리라고 부르는 특징들을 담고 있었는데, 이것은 나중에 착시현상으로 보여졌다.이 운하들은 아마도 화성의 표면에 길고 곧은 선들이었을 것으로 추측되며, 화성의 표면에는 그가 지구상의 유명한 강들의 이름을 붙였다."채널" 또는 "그루브"를 의미하는 그의 용어는 영어로 "운하"[267][268]라고 불렸다.

이 관측에 영향을 받아, 동양주의자 Percival Lowell은 30 센티미터와 45 센티미터의 망원경을 가진 천문대를 설립했다.이 전망대는 1894년 마지막 좋은 기회 동안 화성 탐사를 위해 사용되었고, 다음과 같은 반대론자들이 덜 호의적이었다.그는 화성과 지구상에 대한 여러 권의 책을 출판했는데, 이것은 대중에게 큰 영향을 끼쳤다.[269][270]이 운하는 당시 가장 큰 망원경 중 하나를 사용하여 헨리 조셉 페로틴과 루이 스톨론 같은 다른 천문학자들에 의해 독자적으로 발견되었다.[271][272]

운하와 결합한 계절적 변화(화성 여름 동안 형성된 극지방과 어두운 지역의 감소)는 화성의 생명체에 대한 추측으로 이어졌고, 화성에 광대한 바다와 식물이 있다는 것은 오랫동안 믿어온 믿음이었다.더 큰 망원경을 사용함에 따라, 더 적은 수의 길고 곧은 운하가 관찰되었다.1909년 카밀 플라마리온이 84 센티미터(33인치) 망원경으로 관측하는 동안 불규칙한 무늬는 관찰되었지만, 운하는 보이지 않았다.[273]

문화에서

주요 기사:문화의 화성과 소설 속의 화성은
참고 항목: 점성술 § 화성의 행성
1906년 프랑스판 《H. G. Wells》의 화성 삼각대 삽화

화성은 로마의 전쟁의 신의 이름을 따서 명명되었다.이 화성과 전쟁 사이의 연관성은 적어도 바빌로니아 천문학으로 거슬러 올라간다. 바빌로니아 천문학에서는 이 행성이 전쟁과 파괴의 신 네르갈 신으로 명명되었다.[274][275]그것은 구스타프 홀스트의 관현악 모음집 <행성>이 예시하듯 현대에도 지속되었는데, 그의 유명한 첫 악장은 화성을 "전쟁의 선구자"[276]라고 칭한다.이 행성의 상징인 창과 함께 오른쪽 위를 가리키는 원은 남성 성별의 상징으로도 사용된다.[277]이 상징은 그리스 옥시린쿠스 파피리에서 전신이 발견되었지만 늦어도 11세기부터 유래되었다.[278]

화성이 지적인 화성인들에 의해 거주한다는 생각은 19세기 후반에 널리 퍼졌다.스키아파렐리의 "카날리" 관측은 페르시발 로웰의 이 주제에 관한 저서와 결합되어 고대 문명이 관개공사를 건설하면서 건조하고 냉각되고 죽어가는 세계였던 행성에 대한 표준 개념을 제시했다.[279]주목할 만한 인물들에 의한 많은 다른 관찰과 찬사는 "마스 피버"라고 불린 것에 더해졌다.[280]화성의 표면의 고해상도 지도를 통해 거주유물은 발견되지 않았지만 화성의 지적 생명체에 대한 과학적인 추측이 여전히 계속되고 있다.운하 관측을 연상시키는 이러한 추측들은 "피라미드"와 "화성의 얼굴"과 같은 우주선 이미지에서 감지되는 작은 규모의 특징에 근거한다.[281]행성 천문학자 칼 세이건은 그의 저서 코스모스에서 "화성은 우리가 지구상의 희망과 공포를 투영한 일종의 신화 무대가 되었다"[268]고 썼다.

소설 속의 화성을 묘사하는 것은 극적인 붉은 색과 화성의 표면 조건이 생명체뿐만 아니라 지적인 생명체를 지탱할 수 있을 것이라는 19세기 과학적인 추측에 의해 자극을 받아왔다.[282]이것은 화성인들이 지구를 침략하여 죽어가는 행성을 탈출하려고 하는 H. G. 웰스의 <세계의 전쟁>, 인간 탐험가들이 우연히 화성 문명을 파괴한 레이 브래드베리의 <화성 연대기>, 그리고 에드가 라이스 버러스의 바르솜 시리즈 C.와 같은 개념들이 포함된 많은 공상과학 소설에 자리를 내주었다.. 루이스의 소설 <침묵의 행성 밖으로>(1938),[283] 그리고 다수의 로버트 A. 하인레인은 60년대 중반 이전에 이야기한다.[284]이후 화성인에 대한 묘사도 애니메이션으로 확대됐다.지성적인 화성인의 코믹한 인물인 마빈(Marvin the Marian)은 해레디빌 하레(1948)에 워너 브라더스의 루니 툰즈 애니메이션 만화 속 캐릭터로 등장하여 현재까지 대중문화의 한 부분으로 이어지고 있다.[285]마리너와 바이킹 우주선이 실제로 생명체가 없고 운하가 없는 세계인 화성의 사진을 돌려준 후, 화성에 대한 이러한 생각은 버려졌다; 많은 공상과학 소설 작가들에게, 처음에는 새로운 발견들이 제약조건처럼 보였지만, 결국 화성에 대한 바이킹 이후의 지식은 그 자체가 작품의 영감의 원천이 되었다.e 킴 스탠리 로빈슨의 화성 3부작.[286]

참고 항목

메모들

  1. ^ 이 이미지는 2007년 2월 로제타 우주선의 광학, 분광학, 적외선 원격 화상 시스템(OSIRIS)이 충돌 당시 24만 킬로미터(150,000 mi)의 거리에서 촬영한 것이다.큐리오시티 로버의 착륙지였던 게일 크레이터가 중앙 바로 왼쪽에서 눈에 띄게 보이는 가운데 아이올리스 쿼드랑글을 중심으로 조망이 이뤄져 있다.남쪽의 더 어둡고, 더 심하게 구겨진 지형인 테라 치메리아는 북쪽의 훨씬 부드럽고 밝은 엘리시움 플라니티아보다 오래된 지형으로 구성되어 있다.과거 화성에 지구 해양이 존재할 가능성이 있는 것과 같은 지질학적으로 최근의 과정들은 엘리시움 플라니티아와 같은 저열림 지역이 좀더 젊은 모습을 유지하는데 도움을 줄 수 있었을 것이다.
  2. ^ a b c 베스트핏 타원체

참조

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