지위 박탈당한 명왕성[068] '태양계 행성'

[068] '태양계 행성'의 지위를 박탈당한 명왕성 미국의 욕심이 거꾸로 화를 불러일으키다.

미국 우주선 뉴호라이즌호가 약 76만8000km 떨어진 곳에서 촬영한 명왕성(2015년 7월 13일). 위키디피아

국제천문연맹(IAU)이 행성분류법을 변경하면서 명왕성(Pluto)에 대해 △크기가 충분히 크지 않고 △주변의 얼음 부스러기 등을 끌어들일 충분한 중력이 없다며 행성 지위를 박탈(06)하자 당시 세계적 논란이 일었다.

 

미국인이 발견한 유일한 태양계 행성 ①명왕성이 태양계 행성의 자격을 박탈당하자 가장 강력하게 반발한 나라가 미국이었다. 명왕성은 미국의 천문학자 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)가 발견(1930)할 당시까지 미국인이 발견한 유일한 태양계 행성이었는데 이를 박탈한다니 반발이 당연했을 것이다.명왕성의 존재는 미국의 퍼시벌 로웰(Percival Lowell)이 해왕성의 공전과 자전운동을 설명해 9번째 행성이 존재한다는 가설을 세웠다. 제자 톰 보가 애리조나주 플래그스태프의 로웰 천문대에서 자신이 찍은 수많은 사진을 비교해 대조하는 지루한 과정을 거친 끝에 소행성에 비해 훨씬 느리게 움직이는 새로운 행성을 발견했다.③지금도 새로운 천체의 발견은 사진을 찍어 패턴을 비교하는 방식을 주로 사용하지만 컴퓨터와 인공지능의 발달로 이전보다 매우 쉬워졌기 때문에 그래서 더 많은 천체를 발견하기도 한다. ④어쨌든 국제천문연맹은 체코 프라하에서 열린 총회(2006년 8월 24일)에서 태양계 행성의 조건 △태양을 중심으로 공전△중력으로 안정된 천문연맹은 체코 프라하에서 열린 세계 정상궤도 가까이서 열린 세계 정상궤도 가까이서 열린 천체의 조건 △ 태양계 행성의 우주에서 모두 공전 △ 태양계 항성을 만들거나 태양계 항성 가운데 하나로 만들어 낼 수 있는 천체들을 만들고 있다.명왕성은 이 중 중력조건(510의 20제곱 이상이거나 지름이 800 이상)에 미달한다.

태양계 행성의 이미지 실거리에 나열하기에는, 너무 떨어져 일반적인 모니터나 종이등으로 나타낼 수 없다.

 

 

2) 너무 작아서 국제천문연맹의 조건부족 그도 그럴 것이다. 크기가 작아서 중력도 작다. 중력이 작아 주위 위성을 확실하게 내 편으로 돌릴 수는 없었다. 태양에서 29AU49AU 떨어진 타원형 궤도에서 공전 주기는 약 248년, 자전 주기는 6일 9시간 17분 36초다. 질량은 지구의 0.24% 정도이며 지름은 2376.6(1.6)km로 달의 66% 수준이다. 표면적(1790만 km)도 매우 작아 러시아(1700만 km)와 비슷하다.AU(Astronomical Unit)는 천문 단위로 태양과 지구와의 평균 거리(1억4960만km)를 1km로 한다.② 명왕성의 위성 카론을 발견(1978년)하면 뉴턴의 만유인력 법칙에 따라 명왕성의 질량을 계산할 수 있다. 계산 결과 명왕성과 위성 카론의 질량비는 8.5 대 1로 공전의 중심이 명왕성 내부가 아닌 명왕성과 카론 사이의 우주 공간에 있음을 알 수 있다. 즉, 카론이 명왕성 주위를 돌기도 하지만, 명왕성도 카론의 주위를 공전한다는 것이 밝혀진 것이다.이는 지구와 달의 관계로 지구와 달의 공전 중심은 지구 내부 4700km 정도(지구 반경은 6400km)에 있다. 이것은 달이 명백한 지구의 위성이라는 것을 의미한다.③여기에 미국의 마이클 브라운이 명왕성과 비슷한 궤도에서 명왕성 크기의 1.3배로 추정되는 '엘리스'라는 천체를 발견(2005년 1월)하면서 문제가 복잡해진다. 에리스의 지름은 약 2326로 질량은(1.670.02)10의 22제곱으로 명왕성보다 질량이 27% 크다.(2005년에 위성 디스노미아를 발견하고 계산할 수 있었다) ④미국 천문학계는 명왕성의 뒤를 이어 미국인이 발견한 엘리스를 10번째 행성으로 만들기 위해 각종 지원을 실시했다. 이에 따라 세계 천문학계는 행성 개념에 대한 논쟁이 벌어지게 되며 결과적으로 명왕성과 에리스 모두 중력기준에 미달해 태양계 행성 지위를 박탈당하게 된다.

화성과 목성 사이의 소행성대(Asteroid Belt)에서 티티우스 보데의 법칙에 따라 예견한 위치에서 발견(1801년 1월 1일)한 왜소행성(Dwarf Planet) '세레스(Ceres)'. 팔레르모 천문대의 주세페 피아치가 발견했다. 소행성대에서는 팔라스(Pallas, 1802), 주노(Juno, 1804) 등이 발견되었다. 사진 위키디피아

 

3) 법칙이라고 하기엔 애매한 법칙?미국의 퍼시벌 로웰은 해왕성의 공전과 자전 궤도가 뒤틀리는 데 반해 9번째 행성이 존재한다는 가설을 세웠다. 9번째 행성은 해왕성의 운동에 영향을 줄 정도로 거대한 얼음 행성이어야 하는데 계산을 거듭할수록 크기가 점점 작아졌다.천문학에서는 티티우스-보데의 법칙(Titius-Bodelaw)이라는 법칙까지 인정하기엔 애매한 이론이 있다. T-B법칙은 태양계 행성의 위치에 관한 규칙으로 티티우스 교수(비텐베르크 대학 수학)가 1766년에 발견하고 보데(베를린 천문대장)가 1772년에 공표했다. 지구를 제1번 행성으로 하고, 그 평균거리를 1AU(=1억4960만km)로 나타내면, 제n번 행성의 평균 거리 a는 a=0.4+0.3*2^n로 나타낼 수 있다는 것이다.③ T – B 법칙 발표 당시 세레스, 천왕성, 해왕성, 명왕성 등의 존재는 알려져 있지 않았다. 따라서 T – B 법칙은 '경험적으로 아마 이렇게 될 것'이라고 예측한 가설과 같은 것이었다.④ 그랬던 T – B 법칙은 천왕성을 발견(1781)했을 때, 그 평균 거리가 제6번 행성과 일치하는 것으로 나타났다. 보데 등 6명의 독일 천문학자들은 제3번 행성을 찾기 위한 조합을 결성했으며 팔레르모 천문대장 피아치가 세레스(Ceres)라는 천체를 발견(1801)하기에 이른다. 소행성 세레스가 불안정한 궤도 관측에서 사라지자 수학자 가우스가 궤도를 계산해 다시 발견한 것은 유명한 일화다.이 천왕성의 궤도가 케플러의 행성운동법칙을 약간 벗어나 있었기 때문에 학계는 천왕성 바깥에 있는 제7행성의 중력에 의한 것이라고 판단했다. 그리니치 천문대의 아담스와 파리 천문대의 윌뱅 르베리에는 T–B 법칙에 따라 평균 거리를 추정하고 정밀 계산을 수행하였다. 르베리에의 예측은 베를린 천문대의 갈레가 태양계의 8번째 행성 해왕성을 발견(1846)한 데서 들어맞았다.그러나 지금은 단지 그런 가설이 있던 정도에 그친다. 우선 이론적 근거가 희박하고 관측 장비가 열악했던 18세기~19세기에 경험적으로 수립된 것이어서 고교 과정에서도 참고 정도에 불과하고 배우지 않았다.