명왕성의 태양계 퇴출

명왕성

1. 개요

- ‘07. 8. 24 국제천문연맹에서 새로운 행성의 정의를 내림
① 태양을 돌며 ② 구형에 가까운 모양을 유지할 수 있는 질량이 있어야 하며, ③ 궤도 주변에서 지배적인 천체 위에 이 세 가지 조건을 만족해야 ‘행성(Planet)’이라 칭한다. 이때, 명왕성은 이 세 가지 조건을 만족하지 않아 행성의 지위를 박탈당했고, 새로운 개념의 왜 행성(Duarf Planet)으로 분류되었다. ☆ 천문학계에서 “태양계 생성이론 중 가장 널리 받아들여지는 것이 태양주위를 돌던 원시 행성물질들(Proto Planetary Disk)이 뭉쳐서 행성으로 이루어졌다는 이론이다.

 

- 외계행성 관측 중 다른 항성의 주변에서도 원시행성물질로 추정되는 원반(카이퍼벨트)들이 발견돼 신뢰성 있는 이론이라 할 수 있다. 즉, 행성들은 먼지나 돌덩어리와 같은 원시 물질 등의 결합으로 이루어진 결과물이라 할 수 있다. 그러나, 명왕성 주변은 그 본인과 비슷한 성질을 띤 카이퍼벨트 천체들이 수없이 태양 주위를 명왕성처럼 돌고 있다. 명왕성이 생성되었을 때 주변 카이퍼벨트 천체들의 물질을 모두 결합시켰다면 주변에 도는 천체들 위에 군림할 수 있는 위력 있는 천체로 거듭났을 것이나 그런 상황이 되지 못하였다.

 

☆ 명왕성 궤도는 황도경사각도 심각하게 기울어져 있고 바로 안쪽 행성인 해왕성 궤도 안까지 들어올 정도로 불안정한 모양새를 하고 있다는 것 또한 지배적 천체 위치에 있어야 할 행성의 지위에도 치명적인 이유가 된다.

 

EX) 참고로 비슷한 이유로 탈락한 세레스의 경우 25AU근처의 수많은 소행성들을잡아 먹고도 더 큰 행성으로 자라나지 못해 행성자격이 박탈 됐다. 또, 수도 없이 널려 있는 소행성들은 원시행성물질로 추측하나 각각 해당 궤도를 지배하지 못하여 행성에서 탈락되었다.

 

☆ 명왕성의 행성박탈은 예상치 못한 곳에서 시작되었다.
2000년 이후 명왕성 궤도 밖에서 비슷한 천체들이 잇달아 발견 되었는데, 이 천체들의 문제를 카이퍼벨트라하고, 이 중 2003년 발견된 2003 UB313(제나)의 지름이 명왕성보다 큰 3000Km였다는 것이다.

 

- 국제천문연맹은 제나보다 작은 명왕성이 행성이라면 명왕성보다 작지만 구형의 형태와 태양을 도는 세레스, 카론 또 새로 발견된 제나. 이 세 행성을 행성 취급을 해야 한다 주장이 나와 행성 수는 12개로 늘어날 것으로 인식 되었으나 천문학의
기술 발달이 이와 비슷한 행성을 앞으로도 수없이 발견될 시 금세기내에 수 십 개, 더 크게 볼 때에 수 백개를 행성으로 인식하여야 한다는 의미였다. 이에 천문학계에서는 지식의 혼란을 막기 위해 새로운 행성을 정하는 자격기준을 정하여 제한할 필요를 느끼게 되고, 결국 내린 결론은 ‘해당 궤도 내 지배적인 천 체가 행성’이라는 것이었다. 이로 인해 태양을 공전하고, 구형이지만 각 해당궤도를 지배하지 못한 세레스, 카론, 제나, 명왕성은 행성에 지위를 박탈당하였다.

 

2. 세부내용 (명왕성의 행성박탈의 근거)
① 명왕성은 행성의 지위를 갖기엔 너무 작다.(일반적으로 사람들이 많이 아는 사실)

- 명왕성은 수성-금성-지구-화성-목성-토성-천왕성-해왕성-명왕성 중 가장 작다. 지름이 약 2200Km정도니 수성의 5천에 반도 안 되는 크기이다.

 

② 이심률
- 원일점(태양과 가장 먼 지점)과 근일점(태양과 가장 가까운 지점)의 차이를 원일점으로 나눈 것으로 얼마나 타원형이 긴가를 나타내는 수치이다. 이 값이 0일 때 완벽한 원, 즉 0과 가까울수록 타원형에 가깝다는 것이다.

- 명왕성의 경우 태양계 행성중 이심률이 0.248로 가장 커서 가장 불완전한 원구조를 가지고 있다고 할 수 있다.

 

③ 궤도면의 차이
- 수성부터 해왕성까지는 모두 거의 같은 황도면에서 돌고 있으므로 같은 궤도면을 가지고 있으나, 그러나 명왕성은 궤도면이 많이 기울어 다른 행성보다 무려 17.1도의 차이가 나서 다른 행성에 비해 지나치게 찌그러진 궤도를 돈다고 볼 수 있다.
④ 지층, 지각, 지면의 구성
- 명왕성은 다른 행성의 지층, 지각, 지면이 암석이나 가스층으로 이루어진 것과는 달리 대부분이 얼음으로 이루어져 있다.
⑤ 해당궤도에서 가장 지배적인 천체(가장 결정적인 이유)
- 세레스, 카론, 제나의 발견으로 여기서 카론이라는 소행성의 경우 원래 명왕성의 위성으로 미리 밝혀져 있었고, 크기는 명왕성과 비슷할 만큼의 1000Km가 넘는 지름을 가졌다고 추정하고 있다. 또한, 가장 나중에 발견된 제나의 경우 명왕성보다 큰 3000Km의 지름을 가지고 있다. 결국 해당 궤도 내에서 명왕성은 지배적이지 못하였고, 카론이 명왕성의 위성이 아닌 명왕성과 카론이 서로 같이 도는 이중행성이라는 사실을 알아냈다.

 

3. 명왕성 관련 근황
- 현재는 태양계의 행성이 9개에서 8개로 줄게 되었다. 또한, 새로이 발견된 카론, 세레스, 제나 등의 천체들로 행성으로 승격되지 않아 국제천문연맹(IAU)은 연맹 내 행성정의위원회를 소집하여 토론 후 상정한 태양계 행성목록에 대한 결의안을 놓고 전체 회원들의 투표를 실시한 결과 이같이 결정했다. 이에 따라 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 8개의 천체만이 행성의 지위를 얻는 ‘태양계행성’으로 확정되었다. 명왕성은 1930년 처음 발견된 이후 66년 만에 행성의 지위를 잃은 것이다. 국제천문연맹(IAU)은 체코 프라하에서 열린 세계 총 75개국 2500여 명 천문학자를 참석시킨 가운데 총회를 개최하여 행성의 정의를 대폭수정 “일정한 공전궤도를 갖지 못한 명왕성을 행성에서 제외”하였으며, 카론, 세레스,제나 등 세로 발견된 소행성 3개 역시 행성의 지위를 부여하지 않았다. 최종 투표로 확정된 태양계행성의 정의는 “태양 주변을 돌면서 스스로의 중력으로 구형이 된 천체”라는 당초 안을 계승하되 “해당 궤도 주변지역에서 가장 큰 천체로, 충분한 질량과 중력을 지녀 정역학적 평형을 유지할 수 있는 원형 형태여야 한다.”는 내용으로 새로운 항목을 추가 수정하였다. 또한 “공전구역 내에서 지배적 역할을 하며 천체 내부에서 핵융합반응을 일어나지 않게 하여야 한다”라는 조건도 부가시켰다. 명왕성은 궤도가 일부 겹치는 해왕성보다 크기는 작으면서, 위성인 카론과는 크기가 비슷한 이중행성인데다가 공전구역 주위 다른 천체들의 지배적인 역할을 한다고 보기는 어렵다는 판정으로 행성에서 제외됐다.

 

또한 국제천문연맹(IAU)은 새로 발견된 3개의 소행성(카론, 세레스, 제나)을 “태양계 행성”으로 승격시키는 제안을 놓고 토론을 벌여왔다. 당초 연맹 내 행성정의위원회는 이들 3개 소행성 승격을 제안했으나 “궤도면의 고찰이 부족하다”, “제안과
정이 민주적이지 않다.” 라는 증 반론에 잇따르자 제안사항이 모두 부결되어 명왕성과 3개의 소행성은 외행성으로 다시 정리 됐다.