[068] ‘태양계 행성’의 지위 박탈당한 명왕성 미국의 욕심이 오히려 재앙을 가져와
미국 우주선 뉴호라이즌호가 약 76만8000km 떨어진 곳에서 촬영한 명왕성(Pluto2015년 7월 13일).
국제천문연맹(IAU)이 행성 분류법을 변경할 때 명왕성(Pluto)에 대해 △크기가 충분히 크지 않고, △주변의 얼음 조각을 가져올 충분한 중력이 없다며 행성 지위를 박탈(2006)하자 당시 세계적인 논란이 일었다.
- 미국인이 발견한 유일한 태양계 행성 명왕성이 태양계 행성 자격을 박탈당하자 가장 크게 반발한 나라가 미국이었다. 명왕성은 미국의 천문학자 클라이드 톰보(1930)가 발견(1930)한 당시까지 미국인이 발견한 유일한 태양계 행성이었는데 이를 박탈하겠다고 하니 반발이 당연할 것이다.②명왕성의 존재는 미국의 퍼시벌 로웰(Percival Lowell)이 해왕성의 공전과 자전 운동을 설명하면서 9번째 행성이 존재한다는 가설을 세웠다. 제자인 잠자리가 애리조나 주 플래그스태프의 로웰 천문대에서 자신이 찍은 수많은 사진들을 비교하고 대조하는 지루한 과정을 거쳐 소행성에 비해 훨씬 느리게 움직이는 새로운 행성을 발견했다.③지금도 새로운 천체 발견은 사진을 찍고 패턴을 비교하는 방식을 주로 사용하지만 컴퓨터와 인공지능의 발달로 예전보다 더 많은 천체를 발견하기도 한다.④어쨌든 국제천문연맹은 체코 프라하에서 열린 총회(2006년 8월 24일)에서 태양계 행성의 조건△태양을 중심으로 공전△중력으로 안정된 형태를 갖는 능력△자기궤도 근처의 모든 천체를 위성으로 만들거나 밀어낼 수 있는 능력이라고 정의했다.⑤명왕성은 이 중력조건(510의 20km 이상 또는 직경이 800km 이상)에 못 미친다.
태양계 행성의 이미지를 실제 거리에 배열하기에는 너무 멀리 떨어져서 일반 모니터나 종이 등으로도 나타낼 수 없다.
2) 너무 작아 국제천문연맹의 조건에 미치지 못하는 그도 그럴 명왕성은 우선 너무 크다. 크기가 작으니 중력도 작다. 중력이 작아서 주변의 위성을 확실히 자기편으로 끌어들이지는 못했다. 태양에서 29AU49AU 떨어진 타원형 궤도에서 공전 주기는 약 248년, 자전 주기는 6일9시간 17분 36초이다. 질량은 지구의 0.24% 정도이며 지름은 2376.6km로 달의 66% 수준이다. 표면적(1790만 평방 킬로미터)도 매우 작고, 러시아(1700만 평방 킬로미터)와 거의 같다.AU(Astronomical Unit)는 천문단위로 태양과 지구의 평균거리(1억4960만km)를 1로 한다.②명왕성의 위성 카론을 발견(1978년)하면 뉴턴의 만유인력 법칙에 따라 명왕성의 질량을 계산할 수 있다. 계산 결과 명왕성과 위성 카론의 질량비는 8.5배로 공전의 중심이 명왕성 내부가 아닌 명왕성과 카론 사이의 우주 공간에 있는 것으로 나타났다. 즉 카론이 명왕성 주위를 돌기도 하는데 명왕성도 카론 주위를 공전하고 있음이 밝혀진 것이다.이는 지구와 달의 관계로 지구와 달의 공전 중심은 지구 내부의 4700km 정도(지구 반경은 6400km)에 있다. 이는 달이 명백한 지구의 위성임을 의미한다.③여기에 미국의 마이클 브라운이 명왕성과 비슷한 궤도에서 명왕성 크기의 1.3배로 추정되는 엘리스라는 천체를 발견(2005년 1월)해 문제가 복잡해진다. 엘리스의 지름은 약 2326km로 질량은 1.670.02)10의 22km로 명왕성보다 질량이 27% 크다(2005년 위성 디스노미아를 발견해 계산할 수 있었다) ④미 천문학계는 명왕성의 뒤를 이어 미국인이 발견한 엘리스를 10번째 행성으로 만들기 위해 각종 지원을 했다. 이에 따라 세계 천문학계는 행성의 개념에 대한 논쟁이 벌어지고, 결과적으로는 명왕성과 엘리스 모두 중력 기준에 미달해 태양계 행성의 지위를 박탈당한다.
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(Pallas1802), 주노(Juno1804) 등이 발견됐다. 사진위키디피아
3) 법칙이라고 하기에는 애매한 법칙?①미국의 퍼시벌 로웰은 해왕성의 공전과 자전궤도가 뒤틀리는 반면 9번째 행성이 존재한다는 가설을 세웠다. 아홉 번째 행성은 해왕성의 운동에 영향을 줄 만큼 거대한 얼음 행성이어야 하지만 계산을 거듭할수록 크기가 점점 작아졌다.②천문학에서는 티티우스 보데의 법칙(Titius-Bodelaw)이라는 법칙이라고까지 인정하기에 애매한 이론이 있다. T-B법칙은 태양계 행성의 위치에 관한 규칙으로 티티우스 교수(비텐베르크대 수학)가 1766년 발견하고 보데(베를린 천문대장)가 1772년 공표했다. 지구를 제1번 행성으로 하여 그 평균거리를 1AU(=1억 4960만km)로 나타내면 제n번 행성의 평균거리 a는 a=0.4+0.3*2^n로 나타낼 수 있다는 것이다.③T-B법칙 발표 당시 세레스, 천왕성, 해왕성, 명왕성 등은 알려지지 않았다. 따라서 T-B법칙은 경험적으로 아마 이럴 것이라고 예측한 가설과 비슷한 것이다.④그 T – B 법칙은 천왕성을 발견 (1781)했을 때 그 평균 거리가 제6번 행성과 일치하는 것으로 알려져 있다. 보데 등 6명의 독일 천문학자는 제3번 행성을 찾기 위한 조합을 결성해 팔레르모 천문대장 피아치가 세레스(Ceres)라는 천체를 발견(1801)하게 된다. 소행성 세레스가 불안정한 궤도에서 관측에서 사라지자 수학자 가우스가 궤도를 계산해 다시 발견한 것은 유명한 일화다.⑤이 천왕성의 궤도가 케플러의 행성운동법칙에서 다소 벗어나 있었기 때문에 학계는 천왕성 바깥쪽에 있는 제7행성의 중력에 의한 것으로 판단했다. 그리니치 천문대의 아담스와 파리 천문대의 위르방 르베리는 T – B 법칙에 따라 평균 거리를 추정해 정밀 계산을 했다. 르 베리에의 예측은 베를린 천문대의 갈레가 태양계의 8번째 행성 해왕성을 발견(1846)했을 때 맞았다.하지만 지금은 그냥 가설이 있었던 정도에 그친다. 일단 이론적 근거가 희박하고 관측 장비가 열악했던 18세기19세기에 경험적으로 수립한 것이어서 고교 과정에서도 참고 정도에 불과하다.
