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천문학

해왕성 궤도의 바깥쪽

by 임사갈 2020. 12. 31.

9. 해왕성 궤도의 바깥쪽

 

 해왕성 궤도 너머에 있는 해왕성 바깥 천체는 아직도 미지의 세계이다. 이 천체는 대부분 매우 작고, 암석과 얼음으로 이루어져 있다.

 

 

9 - 1 카이퍼 대

 

 카이퍼 대는 소행성대와 비슷하게 파편 조각으로 이루어진 거대한 고리이지만 주요 구성 물질이 얼음이라는 점이 소행성대와 다르다. 카이퍼 대는 거리가 태양으로부터 30~50 천문단위 지역에 형성되어 있다. 카이퍼 대의 천체는 대부분 태양계 소천체이나 50000 콰오아, 20000 바루타, 90482 오르쿠스 등은 덩치가 큰 천체이기 때문에 왜행성으로 재분류될 가능성이 있다. 지름 50Km 이상의 카이퍼 대 천체는 약 10만 개 이상일 것으로 생각되나, 이들의 질량을 모두 합쳐도 지구 질량의 1/1000 ~ 1/100 정도에 불과하다. 하지만 많은 카이퍼 대 천체는 자신만의 위성을 갖고 있다. 카이퍼 대 천체는 대부분 행성의 공전 궤도면과 어긋난 궤도를 그리면서 태양을 돌고 있다.

 

 명왕성은 태양에서 평균 39AU에 위치하는 왜행성이고, 카이퍼 대 안에서 가장 거대한 천체이다. 1930년 발견됐을 때는 9번째 행성으로 여겼으나, 2006년 국제 천문연맹에서 새로운 행성의 정의 가 발표된 후 자격 요건 3가지를 충족하지 않아 행성에서 탈락했다.

명왕성 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 카론은 명왕성의 가장 큰 위성으로, 자체만으로 왜행성으로 분류할수 있을지는 확실하지 않다. 명왕성과 카론의 질량 중심은 내부의 어느 한쪽에 있는 것이 아니라 두 천체 중간의 우주 공간에 형성되어 있어서 주인과 종의 관계보다 쌍성계와 비슷하다. 그리고 이들보다 훨씬 작은 닉스와 히드라가 명왕성-카론을 돌고 있다. 명왕성은 공명 해왕성 바깥 천체 궤도에 놓여 있으며, 해왕성과 3:2의 궤도 공명을 보인다. 이는 해왕성이 태양을 3번 돌 때 명왕성은 2번 돈다는 뜻이다. 이 궤도 공명비를 보이는 카이퍼 대 천체를 플루토이드라 부른다.

 

 하우메아(태양에서 평균 거리 43.34 AU)와 마케마케(평균 거리 45.79 AU)는 고전적 카이퍼 대 내에서 가장 큰 천체이다. 하우메아는 달걀 모양으로 생겼고, 두 개의 위성을 갖고 있다. 마케마케는 카이퍼 대 천체 중에 명왕성 다음으로 밝다. 원래 둘의 이름은 2003 EL61과 2005 FY9였으나, 2008년 왜행성으로 분류되면서 애칭을 얻었다. 이들의 궤도 경사각은 명왕성보다 크게 기울어져 있고, 명왕성과는 다르게 해왕성의 중력에 구속되지 않아 고전적 개념의 카이퍼 대 천체에 속한다고 볼 수 있다.

 

 

9 - 2 산란 분포대

 

 산란 분포대는 카이퍼 대와 겹치지만 훨씬 더 멀리 퍼져 있다. 이 지역은 단주기 혜성의 고향으로 여겨진다. 산란 분포대 천체는 태양계 초기에 행왕성이 현재 위치로 물러나면서 중력의 영향을 받아 지금의 혼란스러운 궤도를 형성하게 된다. 대부분의 산란 분포대 천체는 태양과 가장 가까울 때는 카이퍼 대와 비슷한 곳을 도나, 멀어질 때는 150천 문 단위까지 물러난다. 산란 분포대 천체의 궤도는 황도면에 대해 크게 기울어져 있으며, 심지어 거의 수직에 가까운 것도 있다. 일부 천문학자는 이 산란 분포대가 단지 카이퍼 대의 영역에 지나지 않는다고 여기며, 이런 취지로 산란 분포대 천체를 "산란 카이퍼 대 천체"로 부른다. 일부는 센타우루스 족을 산란 분포대의 바깥쪽 천체와 구별하여 "안쪽 산란 카이퍼 대 천체"로 부르기도 한다.

 

 에리스는 태양에서 부터 평균 거리가 68 AU이고 산란 분포대 천체 중에 질량이 가장 큰 존재이며 지름은 2,400Km로 명왕성보다 더 커서, 행성의 개념에 논란을 불러온 장본인이다. 지금까지 발견된 왜행성 중에 가장 지름이 큰 천체이다. 디스노미아를 위성으로 갖고 있다. 명왕성처럼 에리스의 궤도도 이심률이 크기 때문에 태양에 가까워질 때눈 38.2 천문단위, 멀어질 때는 97.6 천문단위까지 물러난다. 에리스의 궤도는 황도면에 대해 크게 기울어져 있다.

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