"명왕성은 무엇인가?"
딱딱! 안녕하세요. 지식연구소의 딱따구리입니다. 반갑딱:)
깜빡했네요. 태양계의 행성중에서 해왕성이 끝인줄 깜빡했네요. 자료 조사하면서 수,금,지,화,목,토,천,해,명, 엉? 하면서 명왕성이 남았다는 걸 이제야 알았답니다. 원래 이번에 '태양계'로 준비하려했거든요. 뭐 태양계는 다음으로 미루고 이번시간에는 명왕성에 대해서 알아보겠습니다.
명왕성(영어: Pluto) 또는 왜소행성 134340 명왕성은 카이퍼 대에 있는 왜행성입니다. 암석과 얼음으로 이루어져 있으며 지구의 위성인 달에 비교하면 질량은 6분의 1, 부피는 3분의 1정도입니다. 태양으로부터 29~49 AU 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있으며, 공전 주기는 약 248년, 자전 주기는 6일 9시간 43분입니다. 이심율이 큰 타원형 궤도 때문에 해왕성의 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 있습니다. 2014년 기준으로 태양에서 32.6 AU거리에 있습니다.
태양에서 아주 멀리 떨어저 있어서 기온이 매우 낮으며, 평균 기온은 -223도입니다. 산소와 메테인 등이 고체로 존재하고 있어 인간이 자원을 획득하는 데 가장 좋은 태양계 천체처럼 알려져 있지만, 지구와의 거리가 매우 멀고 기온이 낮기 때문에 실효성은 없습니다. 명왕성의 중력은 지구의 약 7% 정도이므로 지구에서의 몸무게가 약 60kg인 사람은 명왕성에서 몸무게가 약 4kg이 됩니다. 물론 질량은 60kg으로 일정합니다.
1930년에 미국의 클라이드 톰보가 처음으로 발견했으며, 2006년까지 태양계의 9번째 행성으로 인정됐었습니다. 하지만 명왕성과 비슷한 타원 궤도를 도는 유사한 천체들이 잇따라 발견되면서, 명왕성이 행성으로 적합한가에 관한 논란이 발생했습니다. 2005년에 발견된 왜행성 에리스는 당시 명왕성이 태양계 외곽의 여러 얼음 천체들 중 하나에 불과하다는 것이 밝혀졌습니다. 그래서 명왕성 하나만 행성으로 분류할 수는 없다는 의견이 나왔고, 카론, 명왕성, 세레스 등을 모두 행성으로 분류할지 아니면 모두 제외할지에 대한 논의가 이루어졌습니다. 결국 국제천문연맹은 2006년 8월 24일 총회에서 행성의 기준을 새로 정하면서 명왕성, 에리스, 세레스 등을 함께 왜행성 및 명왕성형 천체라는 새로운 분류에 집어넣었습니다. 미국을 비롯한 일부 과학자들은 명왕성이 여전히 행성으로 분류되어야 하며 새로 발견된 천체들도 행성으로 인정해야 한다고 주장하기도 하지만, 명왕성은 현재 왜행성으로 분류되어 134340이라는 식별 번호가 붙어 있습니다.
당초 명왕성 주변에서 발견된 5개의 천체가 위성으로 알려져 있었습니다. 그 중 가장 큰 천체인 카론은 1978년에 발견되었고, 닉스와 히드라는 2005년에, 케르베로스와 스틱스는 각각 2011년, 2012년에 발견되었습니다. 그러나 명왕성이 카론에 지배적인 영향을 주지 못하고 카론에 휘둘리기도 하는 사실이 확인됐는데, 이 둘의 질량 중심이 명왕성 내부가 아닌 두 천체 사이에 위치하였기 때문입니다. 그러나 국제천문연맹은 아직 이 현상에 대해 공식적인 정의를 내놓지는 않았고, 카론은 일단 명왕성의 위성으로 정의되어 있습니다.
2015년 7월 14일에는 뉴 허라이즌스 탐서선이 명왕성을 최초로 방문하여, 명왕성 근처를 비행하면서 명왕성과 위성들을 관측하고 각 천체들의 특성을 측정하였습니다.
명왕성의 구조는 허블 망원경의 관측에 따르면 명왕성의 밀도는 1.8~2.1g/cm3정도가 되고, 내부 조성은 질량의 대략 50~70% 정도는 바위층이, 30~50% 정도는 얼음이 차지할 것으로 보입니다. 방사성 붕괴를 일으키는 원소들이 얼음을 충분히 가열해 주어 바위층과 얼음층은 분리되어 있을 것으로 생각되고, 바위층은 밀도가 높은 핵을 형성하고 얼음층은 맨틀을 형성하고 있을 것입니다. 핵의 지름은 대략 1700km 정도일 것으로 가정하고 있고, 이는 명왕성 직경의 70%입니다. 내부 가열이 오늘날까지 지속되고 있다면 핵과 맨틀 사이에 100~180km 정도 두께의 액체 물층이 형성되어 있을 수도 있습니다. 독일 우주항공 센터의 행성 연구 기관의 계산에 따르면 명왕성의 질량은 지구의 0.2퍼센트 정도인 1.303x10의22승kg이고, 부피는 약 0.6퍼센트인 6.97x10의9km3입니다. 지금은 2372km, 표면적은 1.795x10의 7승km2이며, 이는 러시아의 면적과 비슷한 수준입니다. 적도 중력은 지구 중력의 약 6퍼센트에 불과한 0.063g입니다.
1978년 위성 카론의 발견으로 인해서, 케플러 제 3법칙을 이용하여 명왕성의 질량을 알아내는 것이 가능해졌고, 적응 제어 광학의 발명으로 가론과의 식을 이용해서 명왕성의 직경 및 모양새도 더 정확하게 측정할 수 있었습니다. 2015년 뉴 허라이즌스 호가 탐사하기 전까지는 대기권 때문에 정확한 행성체 크기를 알아내기가 어려웠습니다. 알베도는 0.49-0.66사이에서 변화합니다.
명왕성은 지구형 행성들에 비해서도 훨씬 질량이 작고, 달 질량에 비해도 20%도 되지 않습니다. 위성인 가니메데나 타이탄, 갈리스토, 이오, 유로파, 트리톤 등도 명왕성보다 질량이 큽니다. 왜행성이자 소행성대에서 가장 큰 천체인 세레스와 비교하면, 직경은 2배, 질량은 12배 큽니다. 반면 2005년에 발견된 에리스보다는 가볍습니다.
명왕성의 대기와 탄화수소 안개 때문에 정확한 크기의 추정이 다소 어렵습니다. 2014년에는 명왕성 대기의 메탄 비율을 고려했을 때 직경은 2360km 이상이라는 연구 결과가 발표되기도 했는데 이에 따르면 명왕성이 에리스보다는 조금 큰 것입니다. 2015년 7월 13일에 뉴 허라이즌스 호에 탑재된 망원정찰영상기가 보내온 사진과 다른 관측 장비를 통해 분석한 결과 명왕성의 직경은 2,370km로 판단되었고, 이후 7월 24일에 2,372km인 것으로 수정되었습니다.
자! 이렇게 명왕성의 정의와 구조에 대해서 알아보았습니다. 명왕성도 꽤 클 줄 알았는데 조사해보니 지구보다 엄청 작네요. 신기하고 신기할 따름입니다. 태양에서 제일 멀리 떨어진 행성인데, 얼마나 추울까요...
그럼 다음시간에는 마지막 태양계에 대해서 알아보겠습니다.
딱따구리의 지식연구소는 여기까지!
좋은하루보내세요. 딱딱:)
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