명왕성(Pluto)

명왕성(Pluto, 소행성번호 134340, 천문부호)은 카이퍼 대에 있는 왜행성입니다. 명왕성은 발견된 첫 번째 코이버대 천체이며, 첫 번째 명천체이며, 태양계 내에서 가장 크고 질량도 큰 왜행성이라고 알려져 있습니다.
명왕성은 태양 주위를 직접 도는 천체 중 부피 9위, 질량 10위를 차지합니다. 명왕성은 가장 크기가 큰 외해왕성 천체로 이산반에 있는 싸신성 다음으로 질량이 큽니다. 다른 코이버대 천체와 마찬가지로 명왕성은 주로 암석과 얼음으로 이루어져 있습니다. 양은 달 질량의 1/6, 달 부피의 1/3밖에 되지 않습니다. 명왕성의 궤도 이심률과 경사각은 비교적 높습니다. 근일점은 30천문단위(44억km), 원일점은 49천문단위(74억km)입니다. 명왕성은 주기적으로 해왕성 궤도 안쪽으로 들어가지만 해왕성과의 궤도 공명 때문에 충돌하지 않습니다. 평균 거리로 따지면 태양빛은 명왕성에 도달하기까지 5.5시간이 걸립니다.

1930년 클라이드 톰보는 명왕성을 발견하고 아홉 번째 행성으로 간주했습니다. 1992년 이후 코이버대에서 발견된 명왕성과 비슷한 질량의 천체들이 행성 지위에 도전하기 시작했습니다. 2005년 발견된 싸움이 명왕성보다 질량이 27이나 많은 것으로 나타났습니다. 국제천문연맹(IAU)은 이에 따라 2006년 행성 개념을 공식화해 명왕성을 행성에서 배제하고 다시 왜소행성으로 분류했습니다.

과거 기록

발견

1840년대에는 천왕성 궤도의 요동을 분석한 뒤 뉴턴 역학을 이용해 당시 발견되지 않았던 행성인 해왕성의 위치를 예측했습니다. 그다음에 19세기 후반에 해왕에게요별의 관측으로 천문학자들은 천왕성의 궤도가 해왕성 이외의 또 다른 행성에 의해 방해받고 있다고 추정했습니다. 1906년 퍼시벌 로웰(Percival Lowell)의 부유한 보스턴 사람이 1894년 애리조나주 플래그스태프에 로웰 천문대(Lowell Observatory)를 설립했습니다. 1906년 그는 아홉 번째 행성인 행성 X를 수색하기 시작했습니다. 1909년 로웰과 윌리엄 헨리 피커링(William H. Pickering)은 이 행성의 몇 가지 가능한 천구 좌표를 제시했습니다. 1916년 로웰이 사망할 때까지는 아무런 성과도 없었습니다. 1915년 3월 19일 순천(巡天)에서 명왕성 그림이 희미하게 그려진 두 장의 사진이 찍혔지만 제대로 인식되지 않았습니다. 이러한 전향재건사진은 15장이 더 있으며, 빠르면 1909년 8월 20일 예카이스 천문대에서 찍은 사진으로 거슬러 올라갑니다. 로웰의 미망인 콘스탄스 로웰은 천문대에서 치프 소유의 몫을 차지하려고 10년간 법적 소송을 벌였습니다. X행성 수색은 이로 인한 법적 분쟁으로 1929년에야 재개됐습니다. 

톰보의 임무는 밤하늘 사진을 체계적으로 한 쌍씩 찍어 사진 속 위치가 변하는 천체를 분석하는 것입니다. 톰보는 깜박이 비대기에 힘입어 감광건판을 빠르게 바꿔가며 천체의 위치 변화나 외관 변화를 검색합니다. 1930년 2월 18일 톰보는 1년 가까이 검색을 한 후 그 해 1이었습니다. 월 23일과 1월 29일에 촬영한 사진에서 이동 가능한 천체가 발견되었습니다. 1월 21일 자 질량이 좋지 않은 사진 한 장이 해당 천체의 운동을 확인하였습니다. 천문대에서 검증 사진을 더 찍어서 9번째로 큰 행성을 발견했다는 소식은 1930년 3월 13일 전보로 하버드대 천문대로 보내졌습니다. 명왕성의 공전주기는 247.68년이며, 발견 이후 명왕성은 태양 주위를 완전히 공전하지 못하고 있습니다. 

 

명명

아홉 번째로 큰 행성을 발견했다는 소식은 전 세계를 떠들썩하게 했습니다. 로웰 천문대는 아틀라스(Atlas)에서 자이멀(Zymal)까지 전 세계에서 천 개가 넘는 명명권고를 받았습니다. 클라이드 톰보는 비스토 스리퍼에게 촉구했습니다.가능한 한 빨리 다른 사람이 이름을 짓기 전에 이름을 하나 제시합니다. 콘스탄스 로웰이 제우스(Zeus), 그 다음 퍼시벌(Percival), 마지막 콘스탄스(Constance)를 제안했는데, 이런 제안은 무시됐습니다. 영국 옥스퍼드의 10세 여학생 베네시아 버니는 고대 로마 신화에 대한 관심으로 로마 신화의 명계의 신 플루토(Pluto)의 이름을 따서 이 행성을 지었습니다. 버니는 할아버지인 팔코너 매단과의 대화에서 이 이름을 제안했습니다. 원래 옥스퍼드 대학교 보들리 도서관원이었습니다. 메단은 이 이름을 허버트 홀 터너 천문학 교수에게 맡겼고, 터너는 이 사실을 미국 동료에게 전보를 보냈습니다. 

이 천체는 공식적으로 1930년 7월 12일에 명명되었습니다. 모든 로웰 천문대원들은 세 가지 후보 명명안 중 하나를 선택할 수 있도록 했습니다. 미네르바(미네르바, 이미 소행성에 사용됨), 크로노스(Cronus, 제우스의 아버지 1세대 타이탄)천문학자 토머스 제퍼슨 잭슨의 제안으로 낙마), 플루토(Pluto)가 12신의 리더입니다. 결국 플루토는 만장일치로 1930년 5월 1일 발표됐습니다. 메단은 이 소식을 듣고 손녀인 위니샤에게 5파운드(2014년치 300파운드 또는 450달러)를 주었습니다. Pluto가 선정된 부분은 첫 두 글자 P와 L이 파시발 로웰의 이니셜 약자이기 때문입니다. 

 

플루토라는 이름은 대중문화에 빠르게 받아들여졌습니다. 1930년 월트 디즈니(Walt Disney)가 프루토를 시작으로 미키마우스의 애완견인 플루토(Pluto)를 디자인한 사람응ㄴ 디즈니 애니메이터 벤 샤프스입니다. 틴은 브루토라는 이름의 출처를 확인할 수 없습니다. 1941년 글렌 시어도어 시보르그(Glenn T. Seaborg)는 우라늄(Uranium)을 따서 천왕성(Uranus)으로, 넵투늄(Neptune)은 해왕성(Neptune)으로 이름지은 전통적으로 새로 창조된 원소인 플루토늄(Plutonium)을 명왕성(Pluto)으로 이름지었습니다. 

 

행성 X 논란

명왕성이 발견되자마자 희미하고 분간하기 어려운 둥근 면이 로웰이 정의한 행성 X를 의심하게 만들었습니다. 명왕성의 질량 추정치는 20세기 내내 하향 수정되었습니다. 천문학자가 처음에 해왕성과 하늘을 보고 명왕성의 영향으로 그 질량을 계산합니다. 1931년 명왕성의 질량은 대략 지구의 질량과 맞먹었고, 1948년에는 추가 계산을 하여 대략 화성의 질량까지 떨어졌습니다. 1976년 하와이 대학의 Dale Cruikshank, Carl Pilcher, David Morrison이 처음으로 명왕성의 반사율을 계산한 결과, 메탄 얼음의 반사 양상과 일치하는 것을 발견했습니다. 이는 명왕성이 특히 빛을 반사하는 것을 의미하는데, 그 크기를 감안할 때 지구 질량의 1%를 넘지 않습니다. 명왕성의 반사율은 지구의 1.4~1.9배입니다.

1978년 명왕성의 위성 찰론(Charon)의 발견으로 명왕성의 질량을 처음으로 측정한 결과 지구질량의 0.2% 정도로 천왕성 궤도의 문제를 설명할 수 없을 정도로 질량이 작았습니다. 대체 행성 X를 찾으려는 시도는 실패했습니다. 가장 유명한 것은 로버트 서튼 해링턴(Robert Sutton Harrington)의 연구입니다. 1992년, 마이어스 스탠디시는 보이저 2호가 1989년 해왕성을 노략질하면서 얻은 데이터를 사용해 해왕성의 질량 추정치를 0.5% 낮췄습니다. 새로운 데이터로 천왕성에 대한 해왕성의 중력효과를 다시 계산했을 때 지금까지 계산한 것과 차이가 행성 X에 대한 수요를 사라지게 했습니다. 이후 대부분의 과학자들은 로웰이 정의한 행성 X는 존재하지 않는다고 생각했습니다. 로웰은 1915년 동안 행성 X의 궤도와 위치를 예측했는데, 이 예측은 명왕성의 당시 실제 궤도 및 위치와 상당히 근접해 있습니다. 어니스트 브라운(Ernest W. Brown)은 명왕성의 발견은 우연의 일치일 뿐이라는 결론을 곧 내렸습니다. 

분류

행성에는 두 가지 주요 정의가 있습니다. 일반적으로 일치하지 않는 기술적 디테일을 무시한 채 첫 번째는 천체가 행성처럼 작동하는지 여부(예: 그 궤도와 다른 물체와의 관계), 두 번째는 천체가 행성처럼 보이는지 여부(예: 행성 지질 여부)를 요구합니다. 명왕성은 두 번째 정의에 해당하지만 첫 번째 정의에는 해당되지 않습니다.

1992년부터 명왕성과 같은 크기의 천체가 다수 발견되었는데, 이는 명왕성이 단지 코이버대 천체의 한 명일 뿐이라는 것을 보여줍니다. 행성의 위상이 논란이 되고, 명왕성이 주변 천체와 함께 고민해야 할지, 분리해야 할지 의문이 듭니다. 박물관과 천문관장은 태양계의 행성 모형에서 명왕성을 간과해 논란을 빚기도 합니다. 2000년 2월 뉴욕 하이든 천문관(Hayden Planetarium)은 8개 행성뿐인 태양계 모델을 전시해 1년 뒤 헤드라인을 장식했습니다. 

논쟁은 2006년 8월 정점을 찍었고, 국제천문학연맹은 '행성'이라는 용어로 공식 정의를 만들었습니다. 이 결의에 따르면 태양계의 물체를 행성으로 간주하는 조건은 세 가지입니다.

 

1.천체는 태양 주위를 공전해야 합니다.

2. 천체는 충분히 커야 합니다. 그 자체 인력으로 구형을 형성합니다. 보다 구체적으로 말하면, 그 자체의 중력은 유체 정력 평형에 정의된 형태로 끌어당겨야 합니다.

3. 천체는 궤도 부근의 영역을 제거해야 합니다. 

 

명왕성은 세 번째 조건에 부합하지 않습니다. 이 질량은 궤도상의 다른 물체의 전체 질량보다 훨씬 작습니다. 후자의 7%밖에 되지 않습니다.이에 비해 지구질량은 지구 궤도의 다른 소천체 질량을 합친 것(달 제외)의 170만 배에 달합니다. 국제천문학연합은 더 나아가 명왕성처럼 기준 1과 2를 충족하지만 기준 3을 충족하지 못하는 천체를 왜행성이라고 부르기로 했습니다. 2006년 9월 국제천문학연합은 명왕성, 싸신성, 싸위일을 소행성표에 포함시켰으며, 정식번호는 (134340)플루토, (136199)에리스와 (136199)에리스 아이 디스노미아(Eris I Dysnomia입니다. 만약 명왕성이 1930년에 발견되었을 때 소행성 시계에 편입되었다면 한 달 전에 발견된 1163 Saga 이후에 소행성 1164호로 편성되었을 수도 있습니다.