태양계 행성-수금지화목토천해, 태양, 명왕성 퇴출 사유, 왜소행성 정의에 대해 알아보는 시간을 갖읍시다!!
우리 은하 태양계 태양계는 태양과 태양의 영향권 내에 있는 주변 천체로 구성된 계열입니다. 항성의 태양, 태양을 공전하는 행성, 그 행성을 공전하는 위성, 그리고 왜소행성(dwarfplanet)과 소행성, 혜성, 카이퍼대(Kuiperbelt) 천체를 비롯한 태양계 소천체(small Solar System body, SSSB), 행성간 먼지(interplanetary dust)로 구성되어 있습니다.
행성에는 소행성대(asteroidbelt)보다 안쪽에 있는 수성, 금성, 지구, 화성과 바깥쪽에 있는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 있습니다. 이들은 각각 지구형 행성(terrestrial planet)과 목성형 행성(jovian planet)이라고 부릅니다. 지구형 행성은 암석으로 이루어져 있어 위성이 없거나 수가 적습니다. 목성형 행성은 거대 기체 행성(giantgaseous planet)이라고 불리며, 4개의 목성형 행성은 태양을 제외한 태양계 질량의 99%를 차지합니다. 기체 행성이기 때문에 밀도가 상대적으로 낮은 반면 많은 위성을 거느리고 있습니다. 또한 목성형 행성들은 모두 고리를 감고 있습니다.
소행성대를 이루는 천체는 대부분 암석으로 구성된 반면 카이퍼 대천체(Kuiperbel tobject, KBO)는 암석 외에도 물, 암모니아, 메탄 등이 얼음 형태로 존재합니다. 반면 이들이 불규칙한 형태를 가진 것과 달리 세레스(Ceres), 명왕성, 하우메어(Haumea), 마케마케(Makemake), 엘리스(Eris)는 행성만큼의 힘은 없지만 독자중력으로 구형을 유지해 왜소행성으로 분류됩니다.
행성과 같은 큰 천체의 궤도면은 대부분 황도와 매우 가깝고 공전 방향도 반시계 방향으로 일치합니다. 하지만 혜성을 비롯한 작은 천체들은 공전궤도면이 황도와 이루는 각, 즉 궤도경사각이 큰 것이 특징입니다.
태양계 중심 태양계 중심에 위치한 G2형 별로서 항성종족 I에 속합니다. 약 46억 년 전에 탄생했고 향후 약 50억 년을 주계열성 단계에 머물 것으로 예상됩니다. 표면온도는 약 5,860K, 절대등급은 +4.83이라고 합니다. 지름은 약 139만 2천 킬로미터로 지구보다 109 배 크고 질량은 2 × kg입니다. 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하지만 각 운동량으로 따지면 태양계 전체의 2%에 불과합니다. 지구에서 평균 1억4960만㎞(1AU) 떨어져 있지만 지구는 태양을 타원궤도를 따라 공전하기 때문에 1월 근일점에 있을 때가 가장 가깝고 7월 원일점에 있을 때가 가장 멉니다.
태양은 태양계를 중력적으로 지배할 뿐만 아니라 중심핵에서 초당 6억 톤의 수소를 헬륨으로 바꾸는 수소핵융합반응(hydrogenthermonuclearfusion)으로 방사 에너지를 방출합니다. 또한 태양풍(solarwind)이나 코로나 질량 방출(coronamassejection, CME)과 함께 유출되는 자기장은 태양권(heliosphere)을 형성합니다. 태양의 자전을 위해 행성간 공간(interplanetary magnetic space)을 넓히는 자력선이 나선형 구조를 이루는데 이를 파커의 나선(Parker’sspiral)이라고 합니다. 행성 간 매질을 넓힌 태양 플라즈마와 자기장은 행성의 자기장과 상호작용을 일으켜 오로라와 같은 현상을 일으킵니다.
지구형 행성 소행성대 안쪽에 있는 태양에 가장 가까운 암석질 행성.
태양과 가장 가까운 수성은 태양과 가장 가까운 행성입니다. 항상 밝은 태양 근처에 있기 때문에 관측하기가 쉽지 않습니다. 해가 진 직후 서쪽 하늘이나 해가 뜨기 직전의 동쪽 하늘에서만 볼 수 있습니다. 표면은 지구의 달과 매우 비슷하며, 대기가 없고 수많은 운석 구멍으로 덮여 있습니다. 작은 궤도와 빠른 공전 속도로 공전 주기는 88일밖에 되지 않는다고 합니다. 그에 비해 자전거 주기는 약 58일의 긴 주기를 가집니다. 햇빛을 받는 방향이 바뀌는 데 상대적으로 오랜 시간이 걸리기 때문에 태양 측과 반대 측의 표면 온도 차이가 매우 커집니다. 즉, 낮에는 온도가 400도까지 오르고 밤 중에는 영하 170도 정도까지 내려가는 행성입니다.
가장 밝은 행성 금성의 옛 사람들은 새벽에 보이는 금성과 저녁에 보이는 금성을 서로 다른 이름으로 불렀습니다. 새벽에 보이는 금성은 샛별이고 저녁에 보이는 금성은 개밥의 별이라고 불려왔습니다. 금성은 지구의 달처럼 위상이 변하는데, 이는 갈릴레오 갈릴레이가 망원경을 통해 처음 발견했다고 합니다. 그리고 자전 방향이 지구와 반대이기 때문에 금성에서 태양을 보면 서쪽에서 떠 동쪽에서 가라앉습니다. 대기는 두꺼운 이산화탄소로 둘러싸여 있습니다. 때문에 표면의 열이 우주 공간으로 쉽게 빠져나오지 못하는 온실효과가 발생해 표면온도가 뜨겁습니다. 또한 대기가 두껍게 반사되는 햇빛의 양이 많고 지구와도 가장 가깝기 때문에 8개의 행성 중 가장 밝아 보입니다.
우리가 사는 지구태양계 세 번째 행성인 지구는 하나의 위성인 달을 가지고 일년에 태양 주변을 한 바퀴 회전합니다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 태양이 형성될 당시 주위에 있던 수많은 작은 행성들의 충돌과 결합으로 지구가 만들어진 것으로 알려져 있다고 합니다. 당시 가지고 있던 대기는 금성과 비슷했지만 지구 내부의 작용 등으로 현재의 대기를 만들게 되었습니다. 현재 대기의 주성분은 질소로 산소, 이산화탄소 등 생명체가 살아가는데 필요한 성분으로 채워져 있습니다. 또한 태양으로부터 적당한 거리에 놓여 있어 따뜻한 온도를 유지하고 지구의 자전축이 약 23.5도 기울어져 계절 변화를 만듭니다. 이 모든 것이 현재의 살기 좋은 지구의 환경을 만들었습니다.
붉은 행성 화성인들은 과거 화성에 물이 존재했고 생명체가 있다고 믿죠. 최근 탐사선이 보내온 관측 자료를 분석한 결과 아직 특이한 흔적은 발견하지 못했습니다. 하지만 여전히 많은 연구와 관심을 받고 있는 행성입니다.화성도 지구와 마찬가지로 자전축이 약 25도 기울어져 있어 계절 변화가 있습니다. 화성은 극히 희박한 이산화탄소 대기를 가지고 있어 온도가 낮습니다. 표면에는 큰 화산이 있어 과거에 활발한 지각 활동이 있었음을 보여줍니다. 또한 산화철이 주성분인 붉은색의 자갈과 모래로 덮여 있어 전체적으로 붉게 보입니다. 극지방에는 흰색 극관이 있고, 위쪽은 드라이 아이스, 아래쪽은 얼음으로 되어 있습니다. 이것들은 계절이 변함에 따라 그 크기가 변해갑니다.
목성형 행성 소행성대 너머 거대한 가스 행성
가장 큰 행성 목성은 태양계 내에서 가장 크고 무거운 행성으로 지구보다 지름이 약 11배나 큽니다. 좀 더 큰 천체였다면 핵반응이 일어나 별이 되었을지도 모른다고 합니다. 부피는 지구의 1400배나 되지만 질량이 지구의 약 318배여서 밀도는 지구보다 낮습니다. 목성은 수소와 헬륨 등의 기체로 구성되어 있으며 위도에 따라 자전 주기가 다릅니다.또한 빠른 자전에 의한 대류 현상 때문에 표면에 줄무늬가 만들어집니다. 뜨거운 공기가 상승하는 지역은 밝고, 차가운 공기가 하강하는 지역은 어두워 보입니다. 그리고 표면에 있는 빨간색 큰 반점은 태양계에서 가장 큰 소용돌이인 대적점(Great Red Spot)입니다. 목성의 고리는 얇고 작은 암석으로 이루어져 있어 희미하게 보입니다.
고리가 아름다운 토성토성은 행성 중 가장 아름다운 고리를 가지고 있습니다. 이 고리는 1만 개가 넘는 좁은 고리가 모여 보이는데, 약 7만 킬로미터의 두께를 형성하고 있습니다. 고리에 있는 작은 알갱이에서 10m가 넘는 크기의 얼음이 빛을 약 80% 정도까지 반사시켜 다른 행성에 비해 고리가 더 뚜렷해 보입니다. 또한 고리의 중간에는 안과 밖을 구분하는 검은 선인 카시니의 틈새도 보입니다. 토성의 대기는 목성처럼 수소와 헬륨으로 구성되어 있어 위도마다 자전 속도가 다릅니다. 밀도는 너무 작아서 만약 토성을 물그릇 안에 넣으면 물 위에 떠버릴 것입니다.
97도로 누워있는 천왕성 1781년 이전에는 사람들은 토성 바깥쪽에 다른 행성이 존재한다고 생각하지 않았습니다. 천왕성은 윌리엄 허셜(William Herschel)에 의해 처음 발견되었습니다. 천왕성은 대기에 존재하는 메탄이 태양광의 빨간색은 흡수하고 파란색을 반사해 파란색으로 보입니다. 목성과 토성처럼 고리를 가지고 있지만 천왕성의 고리는 검은 물질로 이루어져 있어서 어두워 보입니다. 천왕성의 특이한 점은 자전축은 약 97도 기울어져 있으며 공전궤도면에 거의 평행하게 누워 자전하는 것입니다. 그래서 남북극은 항상 태양이나 지구를 향하고 있는 것입니다.
청록색 진주해왕성 천왕성 발견 이후 또 다른 행성이 있는 줄 알고 추가로 발견된 것이 해왕성입니다. 태양계의 청록색 진주라고 불리는 해왕성은 2006년 명왕성이 태양계 행성에서 제외되면서 태양계의 마지막 행성이 되었습니다. 태양에서 멀리 떨어져 있어서 얼어붙은 상태입니다. 적도 근처에 있는 어둡고 검은 대암점(Great Dark Spot)은 꽁꽁 언 메탄 결정체가 모인 것으로 초속 수백 km 속도로 폭풍이 몰아치고 있습니다. 해왕성의 고리는 언 메탄 조각으로 구성되었고, 꼬임 모양의 고리도 발견되었다고 합니다.
명왕성 퇴출 사유 2006년 8월 국제천문연맹(IAU)에서 명왕성은 행성이 아니라고 발표했습니다. 명왕성 행성의 지위를 박탈하게 된 데는 여러 이유가 있습니다. 가장 먼저 크기가 달뿐인 줄 알았던 명왕성이 사실은 달 크기의 3분의 2밖에 안 된다는 사실이 밝혀졌습니다. 그리고 다른 행성들은 거의 원에 가까운 궤도로 태양 주위를 돌지만 명왕성의 공전궤도는 매우 가늘고 긴 타원형입니다. 그래서 가끔 해왕성의 궤도 안쪽으로 들어가기도 합니다. 게다가 공전 궤도면이 다른 행성에 비해 상당히 기울어져 있습니다.
또 명왕성의 위성으로 알려진 카론과의 관계도 신기했습니다. 다른 위성들은 행성을 중심으로 원에 가까운 형태로 행성 주위를 돌지만 카론과 명왕성은 서로의 주위를 돌고 있습니다. 그래서 한때는 카론을 위성이 아닌 또 다른 행성으로 보고 카론과 명왕성을 이중행성으로 부르기도 했습니다.
그러나 카이퍼벨트에서 명왕성보다 큰 천체 2003UB313(미국에서는 제나로 명명)이 발견되면서 명왕성의 위상은 흔들리게 됐습니다. 명왕성을 계속 행성이라고 부른다면 제나처럼 명왕성보다 큰 천체도 행성이라고 해야 하니까요. 그래서 많은 천문학자들은 명왕성을 왜소행성으로 분류하기로 결정하고 행성의 정의를 분명히 했습니다.
행성의 정의 태양 주위를 돌면서 충분히 큰 질량을 갖고 독자중력을 위해 둥글며 자신의 궤도영역에서 주변의 다른 천체를 물리친 천체
그런데 이런 결정에 대해 미국만은 극렬히 반대했습니다. 명왕성이 행성 자격을 잃어버리면 미국인의 자존심이 무너지기 때문입니다. 명왕성은 미국인이 발견한 유일한 행성이었습니다. 결국 국제천문연맹은 2008년 6월 열린 회의에서 명왕성과 엘리스를 새로운 천체부류인 ‘플루토늄’으로 분류하기로 했습니다.플루토늄은 ‘해왕성 밖에서 태양을 돌고 주변에 암석형 이웃이 있는 둥근 천체’를 의미합니다.
플루토늄 [d warfplanet]왜소 행성
왜소 행성
2006년 8월 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(International Aronomical Union, IAU) 정기총회(generalassembly)에서 새롭게 정의된 천체에 관한 분류입니다.
태양계에서 왜소행성은 다음과 같은 기준을 충족한다:
- 태양을 공전한다.-구형에 가까운 형태를 유지하기 위해 질량이 충분히 커야 한다.- 궤도 주변에 있는 천체에 대해 압도적으로 영향을 미칠 정도로 중력이 강하지 않다.- 다른 행성의 위성은 아니다.
- 이 기준에 따르면 태양계에는 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 엘리스 등 5개의 왜소행성이 있습니다.세도나(Sedna), 오크스(Orcus), 콰오아(Quaoar) 등은 조만간 왜소행성으로 분류될 수 있습니다.
이상태양계에대해서간단히배웠습니다.
그리고 과외상담도 하고 있으니 연락주세요!항상 행복하세요~^^
참고자료 : [네이버 지식백과]태양계 행성 – 수금지화목토천해 (이미지사이언스, 한국천문연구원) [네이버 지식백과]태양계 [Solarsystem] (천문학백과) [네이버 지식백과]명왕성은 왜 행성이 아니라고 하죠? (재미있는 별자리와 우주이야기 2014.7.18., 이충환, 신광복, 손정근, 서석근, 윤성철)