명왕성은 태양계에서 가장 멀리 떨어진 행성 맞을까?

1781년 천왕성의 발견 이후, 궤도의 오차가 생김으로 인해서 제 8의 행성이 있을것으로 추정되어 위르뱅 르베리에와 존 카우치 애덤스의 계산으로 인해서 해왕성을 발견하였다. 그런데 계산했던 결과가 실제의 해왕성의 궤도와 일치하지 않았고, 그 오차는 매우 컸다. 이를 이상하게 여긴 퍼시벌 로웰은 해왕성 너머로 또 다른 행성이 있을것을 처음으로 추정했다. 로웰은 그 행성을 임시로 '행성 X'라고 불렀다. 로웰은 명왕성이 해왕성에게 섭동을 주어 궤도 오차가 생긴것으로 인식하고 그 궤도를 계산해냈다.

현재 태양계에 행성은 몇 개가 있을까? 그리고 태양에서 가장 멀리 떨어져 있는 ‘행성’은 무엇일까? 혹시 명왕성으로 알고 있는가?

 

2006년 8월 24일, 국제천문연맹은 새 행성 기준을 마련했다. 미국 천문학계는 거세게 반발했지만 명왕성은 행성의 지위를 박탈 당하고 왜행성(소행성)으로 강등되었다. 그리고 이름도 외우기 힘든 소행성 번호 134340번을 부여 받았다.

 

명왕성(冥王星, Pluto)은 태양으로부터 29AU~49AU 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있는 카이퍼 대에 있는 왜행성이다. 태양을 한바퀴 도는 공전주기는 약 214년, 자전주기는 14시간 30분이다. 1930년 2월 18일에 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)가 발견했다.

 

 
지구와 비교한 명왕성의 크기 (출처: NASA)

궤도가 타원형이기 때문에 태양빛이 도달하는 시간이 명왕성의 위치에 따라 차이를 보인다. 해왕성 궤도 안쪽에 위치하는 경우 명왕성이 해왕성보다 태양빛을 먼저 받게 된다. 평균적으로는 명왕성과 태양간 거리는 평균 59억 1300만km으로 태양빛이 도달하려면 5시간 27분이 걸린다. 우리가 천체망원경으로 밤하늘에 떠있는 명왕성을 관측하더라도, 5시간 전의 모습을 보는 셈이다.

 

명왕성은 태양계에서 멀리 떨어져 있어서 기온이 매우 낮으며, 평균 기온은 섭씨 -248도이다. 산소와 메탄 가스가 고체로 있어 인간이 자원을 획득하는 데 가장 좋은 태양계 천체로 알려져 있다. 하지만 지구와의 거리가 매우 멀고 기온이 낮기 때문에 인간이 살 수 없다. 지름은 지구의 0.18배이며, 부피는 0.0066배에 불과하다. 중력은 지구의 약 6~7% 정도이므로 지구에서 몸무게가 60kg인 사람은 명왕성에서 약 4kg이 된다. 명왕성의 주변을 도는 위성은 5개가 알려져 있다.

 

1781년 천왕성의 발견 이후, 궤도의 오차가 생김으로 인해서 제 8의 행성이 있을것으로 추정되어 위르뱅 르베리에와 존 카우치 애덤스의 계산으로 인해서 해왕성을 발견하였다. 그런데 계산했던 결과가 실제의 해왕성의 궤도와 일치하지 않았고, 그 오차는 매우 컸다. 이를 이상하게 여긴 퍼시벌 로웰은 해왕성 너머로 또 다른 행성이 있을것을 처음으로 추정했다. 로웰은 그 행성을 임시로 '행성 X'라고 불렀다. 로웰은 명왕성이 해왕성에게 섭동을 주어 궤도 오차가 생긴것으로 인식하고 그 궤도를 계산해냈다.

 

결국 엄청난 노력 끝에 1930년 톰보가 명왕성을 발견했다. 명왕성이 최초에 발견된 1930년대에는 지구 정도의 크기로 알려졌으나 실제로는 달보다도 작다. 질량과 중력이 행성이라 보기엔 너무 작고 공전 궤도 또한 심한 타원형으로 찌그러져 있어 해왕성의 궤도 안쪽까지 침범하기도 한다. 이에 국제천문연맹은 새 행성 기준을 마련해 명왕성을 공식적으로 왜행성(소행성)으로 강등시켰으며, 소행성번호 134340번을 부여해 태양계 행성 지위를 박탈하였다.

 

[사진] 허블 우주 망원경 탐사용 고성능 카메라로 찍은 명왕성의 모습 (2002년~2003년 촬영, 출처 NASA)

 

명왕성은 미국인 천문학자가 발견하였기에 미국 천문학계는 명왕성의 행성 지위를 공고히 하려고 무수히 노력을 했다. 명왕성과 비슷한 성질의 천체들을 태양계 행성으로 추가 지정해야 한다고 주장하였으나 받아들여지지 않았다. 명왕성 문제로 인해 그동안 행성에 대한 뚜렷한 기준이 없었던 천문학계가 행성의 정의를 논의할 동기를 마련하였다는 점에서, 명왕성의 발견부터 행성 지위 조정까지의 과정은 오히려 클라이드 톰보의 업적으로 볼 수도 있다.

 

과거 명왕성이 ‘행성’이었을 때, 명왕성은 1979년에서부터 1999년까지 해왕성 궤도 안쪽으로 들어왔다. 이 20년 동안 해왕성은 태양에서 가장 먼 행성이 되었다. 1999년에 명왕성이 해왕성 궤도 바깥 범위로 빠져 나왔기 때문에 다시 명왕성이 태양에서 가장 먼 행성이 되었다. 2006년에 명왕성이 행성 지위를 잃으면서 현재는 해왕성이 태양에서 가장 먼 행성이다. 명왕성은 그저 평범한 소행성일 뿐이다. 물론 인간의 기준에서 말이다.

 

2006년 지구에서 발사된 인류 최초의 무인 소행성 탐사선인 미국의 뉴 호라이즌호는 2006년 화성, 2007년 목성, 2008년 토성을 거쳐 2011년 천왕성 궤도를 벗어났다. 앞으로 2년을 더 비행하여 2015년 7월 무렵, 명왕성에 도착하면 사진 등의 정보를 지구로 전송할 예정이다. (출처: 위키백과, NASA)