명왕성

명왕성은 카이퍼 대에 있는 왜행성이며 암석과 얼음으로 이루어져 있고 지구의 위성인 달에 비교 하면 질량은 6분의 1, 부피는 3분의 1 정도다. 태양으로부터 29~49AU 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있고 공전 주기는 약 248년, 자전주기는 6일 9시간 43분이다. 이심률이 큰 타원형 궤도 때문에 해왕성의 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 있으며 2014년 기준으로 태양에서 32.6AU 거리에 있다. 태양에서 아주 멀리 떨어져 있어 기온이 매우 낮고 평균 기온은 -248도씨이다. 산소와 메테인 등이 고체로 존재하고 있어서 인간이 자원을 획득하는데 가장 좋은 태양계 천체처럼 알려져 있지만 지구와 거리가 매우 멀고 기온이 낮아 실효성이 낮다. 명왕성의 중력은 지구의 약 7% 정도리므로 지구에서의 몸무게가 약 60 kgf인 사람은 명왕성에서 몸무게가 약 4 kgf이 된다. 하지만 질량은 60kg으로 일정하다. 1030년에 미국의 클라이드 톰보가 처음으로 발견했고 2006년까지 태양계의 9번째 행성으로 인정됐다. 하지만 명왕성과 비슷한 타원궤도를 도는 유사한 천체들이 잇따라 발견되면서 명왕성이 행성으로 적합한가에 관한 논란이 발생했고 2005년에 발견된 왜행성 에리스는 당시 명왕성보다 질량이 27% 정도 더 큰 것으로 파악됐다. 즉 명왕성이 태양계 외곽의 여러 얼음 천체들 중에 하나에 불과하다는 것이 밝혀졌다고 한다. 그래서 명왕성 하나만 행성으로 분류할 수 없다는 의견이 나왔으며 카론, 명왕성, 세레스 등을 모두 행성으로 분류할지 모두 제외할지에 대한 논의가 이뤄졌다. 결국에 국제 천문 연맹은 2006년 8월 24일 총회에서 행성의 기준을 새로 정하면서 명왕성, 에리스, 세레스 등을 함께 묶어 왜행성 및 명왕성형 천체라는 새로운 분류에 집어넣었다. 

 

명왕성의 겉보기 등급은 평균 15.1등급이며 근일점에선 13.65등급까지 밝아진다. 맨눈으론 관측할 수 없고 구경이 30cm 정도 되는 망원경이 필요하다. 허블망원경의 관측에 따르면 명왕성 내부 조성은 질랴의 대략 50~70% 정도는 바위층이, 30~50% 정도는 얼음이 차지할 것으로 보이며 방사성 붕괴를 일으키는 원소들이 얼음을 충분히 가열해 바위층과 얼음층은 분리돼 있을 것으로 생각된다. 바위층은 밀도가 높은 핵을 형성하고 얼음층은 맨틀을 형성하고 있을 것으로 본다. 핵의 지름은 대략 1700km 정도일 것으로 가정 하고 있으며 이것은 명왕성 직경의 70%이다. 명왕성의 대기와 탄화수소 안개 때문에 정확하 크기 추정이 다소 어렵다고 한다. 2014년에는 명왕성 대기의 메탄 비율을 고려했을 때의 직경은 2360km 이상이라는 연구 결과가 발표되기도 했는데 이에 따르면 명왕성이 에리스 보단 조금 큰 것이다. 2015년 7월 13일에 뉴 허라이즌스 호에 탑재된 망원정찰 영상기가 보내온 사진과 다른 관측 장비를 통해 분석한 결과 명왕성 직경은 2370km로 판단되었고 이후로 7월 24일에 2372km인 것으로 수정됐다.

 

명왕성 대기는 표면 물질들로부터 만들어진 질소, 메탄 및 일산화탄소의 얇은 층으로 구성돼있으며 명왕성의 잡아늘려진 궤도는 이 대기권에 매우 큰 영향을 준다. 명왕성이 태양으로부터 멀어지면 대기의 물질들은 얼어붙어 지표면에 떨어진다. 태양에 다시 가까워지면 표면 온도가 올라가 이 물질들이 다시 승화를 일으켜 대기권으로 올라가며 이에 따라 땀을 흘리면 몸이 시원해지는 것처럼 온실 효과와는 반대 현상이 발생한다. 표면 물질들이 승화하며 열을 뺏는 것이다. 명왕성의 적외선 스펙트럼의 주기적인 변화 등을 참고해보면 명왕성 표면은 색상이나 밝기가 꽤 다양하고 변화가 큰 편으로 태양계에서 색상대비가 가장 뚜렷한 별들 중 하나에 속한다. 표면 색상은 차콜 블랙이나 어두운 오렌지색에 흰색도 보인다. 화성보단 훨씬 붉은기가 적고, 색상으로 따지면 이오와 훨씬 비슷하고 오렌지 색이 조금 더 강하다.

 

명왕성엔 5개의 위성이 존재하며 추가로 더 발견될 수도 있다. 명왕성의 위성들은 다른 행성계에 비해 유독 명왕성 가까이 자리 잡고 있다. 카론은 명왕성의 위성 중 가장 큰데 몇몇 천문학자는 명왕성-카론을 이중행성으로 보기도 한다. 명왕성과 카론은 서로 같은 면만 바라보며 마치 아령처럼 서로 공전한다. 이 두 천체의 관계는 다른 천체-위성의 관계처럼 주종 관계가 아니라 공존하는 관계로 보이며 작은 위성인 닉스와 히드라는 명왕성과 카론의 주위를 동시에 돌고 있다. 그리고 과거 세레스라는 소행성이 있었는데 카론이 발견되고 세레스가 왜행성으로 분리됐다. 죽은 자를 태우고 저승으로 가는 강을 건너는 뱃사공 이름인 카론에서 따온 이름이다. 궤도가 타원형이기 때문에 태양빛이 도달하는 시간이 명왕성의 위치에 따라 차이를 보이고 해왕성 궤도 안쪽에 위치하는 경우 명왕성이 해왕성보다 태양빛을 먼저 받게 된다. 평균적으로 명왕성과 태양 간 거리는 평균 59억 639만 km로 태양빛이 도달하려면 5시간 27분이 걸린다.

 

과거 명왕성이 행성이었을 때 명왕성은 1979년에서부터 1999년까지 해왕성 궤도 안쪽으로 들어왔다.이 20년 동안 해왕성은 태양에서 가장 먼 행성이 됐다. 1999년에 명왕성이 해왕성 궤도 바깥 범위로 빠져나왔기 때문에 다시 명왕성이 태양에서 가장 먼 행성이 됐다. 하지만 2006년에 명왕성이 행성 지위를 잃으면서 현재는 해왕성이 태양에서 가장 먼 행성이다. 명왕성은 1930년부터 49년, 1999년부터 7년 동안만 가장 먼 행성을 차지했다.