별과 우주

행성의 정의 (IAU 2006 Resolution B5)

by 조영우 posted Oct 14, 2007 Views 15766 Likes 0 Replies 1
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행성의 정의 (IAU 2006)
#행성, #왜소행성, #명왕성

국제천문연맹(IAU, International Astronomical Union)은 2006년 8월에 다음과 같이 행성을 새로이 정의[1][2]하였습니다. 이 네 가지 조건을 모두 충족하여야 행성으로 정의됩니다. 

ㄱ. 항성 또는 항성의 잔해 둘레를 궤도 운동하는 천체
ㄴ. 자신의 중력에 의해 둥근 모양을 유지할 수 있을만큼 질량이 충분히 커야 한다. 질량이 크고, 그래서 중력이 충분히 큰 천체는 용융 상태에 도달하여, 내부 압력과 중력 사이에 평형(정역학적 평형)이 이루어집니다. 이로 인해 천체는 둥근 모양을 유지할 수 있습니다. 
ㄷ. 중심에서 핵융합 반응이 일어날만큼 질량이 크지 않아야 한다. 질량이 태양 질량의 0.1배 정도보다 더 크면, 천체 중심의 온도가 천만 도에 이르며, 이로 인해 핵융합 반응이 일어나게 됩니다. 이러한 천체는 항성으로 정의됩니다. 
ㄹ. (간단하게 정의하면) 자신의 궤도 근방의 미행성체들을 모두 포섭하였거나 축출하였어야 한다. (철저하게 정의하면) 궤도 근처에 자신의 중력에 종속되지 않은 미행성체가 남아 있지 않아야 한다. 또는 적어도 자신의 중력에 종속되지 않은 천체가 없을 정도로 중력이 지배적이어야 한다.  
태양계가 형성될 당시, 많은 미행성체들이 형성되었습니다. 미행성체들은 충돌을 통하여 파괴되거나 성장하여 오늘날의 태양계 천체들을 만들었습니다. 미행성체가 충분히 커지면 근처의 미행성체들을 끌어당겨 포섭하거나 튕겨내어 궤도로부터 밀어내기도 합니다. 포섭의 결과 미행성체는 행성의 일부가 되기도 하며 행성의 고리 또는 위성이 되기도 합니다. 이러한 과정을 거쳐 성장하는 미행성체는 결국 원시 행성 단계를 거쳐 오늘날의 행성처럼 거대해집니다. 이 과정에서 행성의 궤도 근방의 미행성체들이 제거되는 것입니다. 



이 중 네번 째 항목(ㄹ)이 2006년에 새로이 추가된 부분이며, 명왕성은 이로 인해 행성에서 제외되었습니다. 중력이 충분히 크지 않은 행성은 자신의 궤도에 남아 있는 미행성체들을 온전히 제거하지 못합니다. (제거 방법은 앞에서 말한 것처럼 미행성체를 끌어당겨 자신에 포함 또는 종속시키거나 밀쳐내서 자신의 궤도로부터 이탈시키는 것입니다) 이 때문에 자신에 버금가는 다른 미행성체들이 자신의 궤도 근처에 남아 있는 경우가 있습니다. 명왕성의 궤도 근처에는 카이퍼대 천체(KBO, Kuiper-bel Objects)들이 많이 분포하여 명왕성과 궤도를 공유하고 있습니다. 이 때문에 명왕성은 자신의 궤도 근방에서 "지배적인" 천체라고 할 수 없으며, 이 때문에 행성으로서의 지위를 잃게 되었습니다. 

사실, 지구와 화성, 그리고 심지어 목성과 해왕성까지도 자신의 궤도에 남아있는 미행성체를 모두 제거한 것은 아닙니다. 지구 근처에는 1만여개의 지구근접 천체들이 남아 있어서 지구와 함께 궤도 운동을 하고 있습니다. 화성도 이와 비슷하며, 목성의 경우 십만여개의 트로이 소행성군이 목성의 궤도 내에서 (역학적으로 묶인 채) 궤도 운동을 하고 있습니다. 해왕성의 경우에는 근처에 명왕성을 비롯한 여러 카이퍼대 천체들이 궤도 운동을 함께 하고 있습니다. 만약 해왕성이 자신의 궤도 근방의 미행성체들을 모두 제거했다면, 명왕성이 그 위치에 남아 있을 수 없는 것입니다. 비록, 이 행성들이 자신의 궤도 근방에 있는 미행성체들을 모두 제거하지는 못했지만, 제거가 충분히 가능할 만큼 중력적으로 압도적이기 때문에 네번째 조건을 충족한다고 볼 수 있습니다. 

위의 정의 중 ㄱ~ㄷ의 조건을 만족하지만, ㄹ의 조건을 만족하지 못하는 천체는 왜소행성(dwarf planet)으로 새로 분류되었습니다 (국제천문연맹 행성정의소위원회). 현재 왜소행성에는 1 세레스(1 Ceres), 명왕성 (Pluto), 하우메아 (Haumea), 마케마케 (Makemake), 에리스 (Eris)가 분류되어 있습니다. 행성에 대한 이러한 정의는 국제천문연맹이 채택하여 공식화되었긴 하지만, 천문학자들 사이에서는 여전히 논쟁이 있으며, 행성을 재정의하려는 움직임[3]도 있습니다. 

참고 문헌
[1] IAU (2016). RESOLUTION B5: Definition of a Planet in the Solar System, Retrieved from https://www.iau.org/static/resolutions/Resolution_GA26-5-6.pdf
[2] Soter, S. (2006). What is a planet, Astronomical Journal, 132, 2513-2519. DOI 10.1086/508861; Retrieved from http://arxiv.org/ftp/astro-ph/papers/0608/0608359.pdf
[3] Kaplan, S. (2017, Mar 22). A new definition would add 102 planets to the solar system – including Pluto, Retrieved from https://www.independent.co.uk/news/science/planets-102-solar-system-science-astronomy-international-astronomical-union-a7641336.html



조영우
초고: 2007년 10월 14일 (18:38)
개정: 2017년 4월 13일 (10:50)

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  • profile
    조영우 2008.06.09 06:05

    간략하게 요약한 행성의 정의: 행성은 다음과 같은 조건을 갖는 것들을 말한다.

    1) 항성 둘레를 공전해야 한다.
    2) 중심에서 핵융합 반응이 일어날만큼 질량이 커선 안된다.
    3) 구형을 이룰 수 있을 정도로 질량이 커야 한다. (질량이 작은 것들은 구형을 이루지 못한다 - 소행성, 유성체 등의 태양계 소천체)
    4) 근방의 미행성체들을 모두 포섭하여 고리 또는 위성으로 삼거나, 축출하여 제거한 것이어야 한다.

    1-2번을 충족하지만, 3번을 충족하지 못하는 천체 - 유성체와 소행성
    1-3번을 충족하지만, 4번을 충족하지 못하는 천체 - 왜소행성