명왕성의 크기와 구성
크기
- 명왕성의 지름은 약 2,377 km(1,477 마일)로, 지구의 약 18.6%에 해당하는 크기입니다.
- 천왕성보다도 작은 크기를 가지고 있어 태양계의 행성 중 가장 작은 행성 중 하나입니다.
- 명왕성의 크기는 다른 몇몇 이중행성과 유사하며, 이중행성이라는 의미에서 명왕성과 그 위성인 “카론”은 함께 한 시스템으로 볼 수 있습니다.
구성
- 명왕성의 구성은 주로 얼음과 바위로 이루어져 있습니다. 얼음이 지표를 덮고 있으며, 이 얼음은 주로 짙은 색깔의 얼음이라고 불리는 얼음 종류입니다.
- 표면의 얼음과 먼지로 된 덮개는 플루토의 “regolith”라고도 불리며, 이것은 운동체들이 충돌하여 생기는 작은 규모의 충돌 특성을 나타냅니다.
- 명왕성의 구성은 지구와는 다르며, 대기 내의 수소, 헬륨, 메탄 등의 기체와 함께 특이한 표면과 지형을 가지고 있습니다.
명왕성의 주기와 궤도
주기
- 명왕성의 자전 주기는 약 6.4일로, 이는 명왕성이 한 번 자전하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.
- 명왕성의 자전축은 거의 수직에 가까운 각도로 기울어져 있습니다. 이러한 기울기로 인해 명왕성은 자전 주기 동안 한 지점에서는 긴 밝은 낮과 어두운 밤을 경험하게 됩니다.
궤도
- 명왕성의 궤도는 꽤 동그란 형태를 가지고 있습니다.
- 명왕성은 태양으로부터 평균적으로 약 39.5 천만 마일(약 63.5 억 km) 떨어져 있는 위치를 돌고 있습니다.
- 명왕성의 태양 주위를 완전히 도는 데 걸리는 시간인 ‘궤도 주기’는 약 248 지구년(약 90,560 지구일)로, 이는 태양으로부터의 거리와 주기의 길이 때문에 명왕성의 궤도는 비교적 길고 태양으로부터 먼 곳을 움직입니다.
명왕성의 표면
크레이터와 평원: 명왕성의 표면에는 크레이터, 평원, 골짜기 등 다양한 지형적 특징이 존재합니다. 그러나 크레이터의 수는 지구나 달과는 비교할 수 없을 만큼 적습니다. 이는 명왕성의 표면이 얼음과 어느 정도의 페가수스(Pluto’s “regolith”) 먼지로 덮여 있어 지구와 같이 운동체들에 의한 충돌이 적게 발생하기 때문입니다.
산과 골짜기: 명왕성의 표면에는 산과 골짜기도 존재합니다. 이러한 지형적 특징은 탐사 미션을 통해 확인되었으며, 이들은 명왕성의 지구와는 다른 지리학을 보여줍니다.
히노타(눈보라) 평원: “히노타”는 명왕성의 표면에서 가장 큰 평원으로, 평균 고도가 낮은 지역입니다. 이 지역은 밝은 얼음과 어두운 얼음의 패턴이 교차하는 모습을 가지고 있습니다.
동결된 화산 지형: 명왕성의 표면에는 동결된 화산 지형도 존재합니다. 이 지형은 얼음과 얼음에서 생성된 기체 등이 얼음의 표면을 형성하는 과정에서 만들어진 지형적 특징입니다.
지질학적 다양성: 명왕성의 표면은 지구와는 다른 지질학적 다양성을 보여줍니다. 이는 명왕성의 표면이 얼음과 바위의 혼합물로 이루어져 있고, 천체간 충돌 등의 영향을 받은 결과입니다.
명왕성의 발견
명왕성은 1930년에 미국의 천문학자 클라이드 톰보에 의해 발견되었습니다. 그의 발견은 태양계의 외계 행성 중 처음으로 발견된 천체로서 큰 관심을 받았습니다.
1930년 2월 18일, 톰보는 아리조나주 로우얼 대학의 로웰 천문대에서 수천 개의 사진을 촬영하던 중 명왕성을 발견했습니다. 톰보는 이 사진들을 비교하여 명왕성의 이동을 발견하고, 그 크기와 궤도를 계산하여 신규 행성으로 간주했습니다. 이로 인해 명왕성은 태양계의 아홉 번째 행성으로 인정받게 되었습니다.
하지만 이후 명왕성의 특성이 더 자세히 조사되면서, 이 행성은 다른 행성들과는 다른 특성을 가지고 있음이 밝혀졌습니다. 2006년에 국제천문학연맹(IAU)에서 새로운 행성의 정의를 제정하면서, 명왕성은 “왜행성 체계 외계 천체”로 재분류되었습니다. 이것은 명왕성의 크기, 구성, 궤도 주위에 다른 천체들의 발견 등을 고려한 결정이었습니다.
명왕성의 발견은 천문학의 발전과 태양계의 이해를 크게 바꿔놓았으며, 행성의 분류와 정의에 관한 논의를 이끌어냈습니다.
명왕성의 대기와 기후
명왕성은 태양으로부터 멀리 떨어져 있어서 온도가 매우 낮고 대기가 희박한 환경에서 존재하고 있습니다.
대기
- 명왕성의 대기는 수소(H2), 헬륨(He), 메탄(CH4) 등의 기체로 이루어져 있습니다. 메탄 분자가 특히 주요 구성요소 중 하나이며, 메탄이 주로 파란색 빛을 산란시킴으로써 명왕성의 푸른 색상을 만들어냅니다.
- 대기의 압력은 지구 대기의 수만 분의 일 수준이기 때문에 상당히 희박하며, 대기의 밀도가 낮아서 태양 에너지를 효과적으로 흡수하거나 보존하기 어렵습니다.
기후
- 명왕성은 태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어서 표면 온도가 매우 낮습니다. 표면 온도는 약 -375°F(-225°C) 정도로, 지구의 가장 추운 날씨보다도 훨씬 차갑습니다.
- 명왕성의 기후는 매우 추운 조건에서 형성되며, 얼음과 얼음에서 만들어진 기체가 대기 내에서 움직이는 현상이 관찰됩니다.
- 명왕성은 궤도 주기가 길기 때문에 계절의 변화가 느리게 일어납니다. 하지만 태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어서 계절의 변화가 지구와는 크게 다릅니다.
명왕성의 탐사와 연구
보이저 2호 탐사선 (Voyager 2): 보이저 2호 탐사선은 1977년에 발사되어 천왕성을 탐사하는데 사용되었습니다. 1986년에 천왕성을 향해 근접하여 지나가면서 명왕성에 대한 중요한 정보를 수집했습니다. 이 탐사선은 대기 조사, 위성 탐사, 링 탐사 등을 통해 명왕성과 그 위성에 대한 데이터를 수집하였습니다.
뉴 호라이즌스 탐사선 (New Horizons): 뉴 호라이즌스 탐사선은 2006년 1월에 발사되어 명왕성을 탐사하는 미션으로 2015년 7월에 명왕성을 가까이 통과하여 행성에 대한 다양한 정보를 수집하였습니다. 이 탐사선은 명왕성의 표면, 대기, 지리학, 위성 등에 대한 많은 이미지와 데이터를 지구로 전송하여 명왕성에 대한 지식을 크게 증진시켰습니다.
지상 기반 관측 및 모델링: 명왕성을 지상 기반의 망원경으로 관측하고, 기상 모델을 활용하여 대기와 기후를 연구하는 노력이 계속되고 있습니다. 이를 통해 명왕성의 대기 조성, 온도 등을 조사하고 분석하려는 연구가 이루어지고 있습니다.
명왕성이 태양계에서 퇴출 된 이유
2006년 8월 24일에 국제천문학연맹(IAU)에서 실시한 새로운 행성 정의 기준에 따라, 명왕성은 태양계의 행성에서 퇴출되었습니다. 이 결정은 명왕성의 특성과 다른 천체들의 발견 등을 고려한 결과로 나온 것입니다. 이에 대한 이유는 아래와 같습니다.
- 규정 변경: IAU가 정한 새로운 행성 정의 기준에서는 행성으로 인정되기 위해 세 가지 조건을 만족해야 합니다. 첫째, 행성은 태양 주위를 고정된 타원 궤도로 돌아야 합니다. 둘째, 충분한 물질로 이루어져 있어 중력으로 형성된 모양을 가져야 합니다. 셋째, 주위의 물체들을 지워버릴 만큼 충분한 크기를 가져야 합니다. 명왕성은 이 중 마지막 조건을 충족하지 못하여 행성으로 인정되지 않게 되었습니다.
- 이중행성인 카론: 명왕성을 돌고 있는 이 이중행성인 “카론” 역시 크기가 명왕성과 비슷한데, 이를 행성으로 인정할 경우 태양계 내에 수많은 행성이 생길 우려가 있었습니다. 이를 방지하기 위해 카론과 명왕성은 함께 “왜행성 체계 외계 천체”로 분류되었습니다.
- 새로운 천체 발견: 명왕성과 비슷한 크기의 천체들이 탐사와 관측을 통해 발견되면서, 행성을 정의하는 기준을 다시 검토할 필요가 있다는 의견이 나왔습니다. 이에 따라 IAU는 새로운 행성 정의를 마련하게 되었고, 명왕성은 이 새로운 기준에 따라 행성에서 제외되었습니다.
이로 인해 명왕성은 태양계의 행성에서 퇴출되어 “왜행성 체계 외계 천체”로 재분류되었습니다.