​왜소행성이란 무엇이며, 그 수는 얼마나 될까?

[박원서]

​왜소행성이란 무엇이며,

그 수는 얼마나 될까?

왜소행성이란 무엇이며, 

그 수는 얼마나 될까?

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16세기, 태양이 태양계의 중심이라는 사실이 밝혀진 이후로 

수세기 동안 인류는 태양 주위를 도는 모든 천체를 ‘행성’으로 

간주해 왔다. 수성부터 명왕성까지, 크기가 충분한 천체는 

모두 행성이라는 범주에 들어갔다. 하지만 시간이 흐르면서 

이 정의는 점점 모호해졌다. 모든 ‘행성’이 같은 특성을

갖고 있는 것이 아니며, 천문학의 발전과 함께 기존 

분류 체계에 대한 의문이 제기되기 시작한 것이다.

특히 명왕성은 그 지위가 2006년 국제천문연맹(IAU)으로부터 

‘왜소행성’으로 강등되면서 논란의 중심에 섰다. 그렇다면 

왜 명왕성은 행성 자격을 잃었을까? 

그리고 행성이라 불리기 위한 조건은 무엇일까? 

다음 페이지에서 그 이유를 하나씩 살펴보자.

명왕성과 태양계 외곽의 

작은 세계들

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2006년, 명왕성이 공식적으로 행성 지위를 상실하면서 

‘왜소행성(dwarf planet)’이라는 새로운 분류가 도입됐다.

 명왕성은 여전히 가장 잘 알려진 왜소행성이지만, 

과학자들은 이 외에도 수백 개의 작은 천체가 

태양계 외곽 어딘가에 숨어 있을 것으로 보고 있다.

'왜소행성'이란?

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국제천문연맹(IAU)에 따르면, 왜소행성은 태양 주위를 공전하며, 

구형 형태를 유지할 수 있는 중력과 질량을 가지고, 

자신의 궤도에서 충분한 지배력을 가지는 경우로 정의된다.

이 세 번째 조건, 즉 공전 궤도 주변의 다른 천체를 배제하지 

못하는 점이 일반 행성과의 핵심적인 차이점이다.

궤도 지배력

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행성은 자신의 궤도 내에서 중력적으로 우세하여 

다른 천체를  밀어내며 주변을 ‘정리’하는 힘을 가지지만, 

왜소행성은 다른 천체들과 공존하며 궤도 지배력을 갖지 못한다.

너무 멀어서 어려운 관찰

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게다가 왜소행성은 태양에서 너무 멀리 떨어져 있고,

 표면 반사율이 낮으며, 움직임이 매우 느려 관측이 까다롭다.

 이러한 특성 탓에 천문학자들은 수년, 수십 년에 걸쳐 

하나의 천체를 추적해야 하는 경우도 있다.

초창기, 학자들의 혼동

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왜소행성의 발견과 분류 과정도 꽤나 드라마틱하다. 

1801년, 화성과 목성 사이에서 최초의 왜소행성 세레스(Ceres)가 

발견됐을 당시만 해도 ‘행성’으로 간주됐다. 하지만 1851년까지

 23개 이상의 유사 천체가 발견되자 과학자들은 이들을 ‘별과 비슷한

 존재’라는 의미의 ‘소행성(asteroid)’이라 부르기 시작했다.

기존의 태양계

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1930년 명왕성이 발견되면서 태양계는

 9개의 행성을 가진 것으로 여겨졌고, 

이후 수천 개의 소행성과 혜성들이 

그 주위를 돌고 있는 것으로 이해됐다.

정정된 계산

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때문에 한동안 명왕성은 수은성보다 크다고 여겨졌으나, 

1978년 명왕성의 위성 카론(Charon)이 발견되며 질량이

 수은성의 1/20 수준에 불과하다는 것이 밝혀졌다.

카이퍼 벨트

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1990년대 들어 명왕성과 같은 궤도 근처에서 

다수의 천체가 추가로 발견되기 시작했고, 

이는 오늘날 ‘카이퍼 벨트’라 불리는 

천체 집합체로 정의되었다. 

명왕성 너머의 초기 발견

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2002~2005년 사이, 하우메아, 마케마케, 콰오아르,

 세드나, 오르쿠스, 에리스, 살라시아 등

 대형 천체들이 잇따라 발견되면서 

분류 체계에 혼란이 일기 시작했다.

새로운 분류의 탄생

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이에 따라 국제천문연맹(IAU)는 2006년 

‘왜소행성’이라는 개념을 도입해, 

궤도를 지배하지 못하는 독립된 천체들을

 따로 구분하기 시작했다. 

명왕성은 이때 공식적으로 ‘행성’ 목록에서 

제외되었고, 새로운 카테고리에 편입되었다.

대중의 뜨거운 반응

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명왕성의 지위 강등은 전 세계적으로 뜨거운 반응을 불러일으켰다.

 수십 년간 9개 행성을 배운 세대에게는 정서적 충격이 컸고, 이는

 오히려 행성과 천문학에 대한 대중의 관심을

 다시 불러오는 계기가 되기도 했다.

국제천문연맹의 

공식 왜소행성

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현재 국제천문연맹(IAU)가 공식적으로

인정한 왜소행성은 총 다섯 개다.

 명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스는 카이퍼 벨트에, 

세레스는 화성과 목성 사이 소행성대에 위치한다.

사진 출처: NASA/ESA/ATG medialab

공식 인정을 넘어선 

그 이상의 발견

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공식 목록에는 포함되지 않았지만, 많은 천문학자들이 

콰오아르, 세드나, 오르쿠스, 공공 등도 실질적인 

왜소행성으로 간주하며, 현재까지 알려진 왜소행성은 

최소 9개 이상으로 보고 있다

하우메아

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특히 하와이 여신의 이름을 딴 하우메아는

 4시간 만에 자전하는 극도로 빠른 회전 속도 탓에

길쭉한 형태를 띠며, 두 개의 작은 위성과 희미한 

고리까지 보유하고 있어 학계의 주목을 받고 있다.

마케마케

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마케마케(Makemake)는 2005년 3월에 발견된 

붉은 색조의 천체로, 표면은 메탄으로 덮여 있다. 

명왕성 다음으로 밝은 카이퍼 벨트 천체이며,

태양을 한 바퀴 도는 데 300년 이상이 걸린다.

에리스

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같은 해에 발견된 에리스(Eris)는 명왕성과 비슷한 크기로, 

당시 "제10 행성" 논쟁을 촉발했다. 결국 국제천문연맹(IAU)은 

행성과 왜소행성을 구분하는 새로운 분류 체계를 도입했고, 

에리스와 명왕성은 나란히 왜소행성으로 재정의되었다.

콰오아

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콰오아(Quaoar)는 명왕성의 절반 정도 크기로, 

약간 길쭉한 형태를 띠며 위성 하나를 거느린다. 

최근에는 희미한 고리를 갖고 있음이 밝혀졌는데, 

이는 외곽 천체들 사이에서도 매우 희귀한 

특징으로 볼 수 있다.

세드나

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세드나(Sedna)는 얼음으로 뒤덮였으며, 

길쭉하면서 다소 이상한 궤도를 따라 움직인다.

 태양을 도는 데 무려 1만 년 이상이 걸리며, 

대기가 존재하지 않는 것으로 추정된다.

오르쿠스

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오르쿠스(Orcus)는 태양을 도는 궤도가 명왕성과 

거의 대칭 구조를 이루며, ‘명왕성의 쌍둥이’라 불린다.

 오르쿠스는 ‘반스(Vanth)’라는 위성을 거느리고 있으며,

궤도는 명왕성과 정반대 방향에서 배치되어 있다.

공공

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공공(Gonggong)은 해왕성 너머에 존재하는 큰 왜소행성으로,

 크기 면에서는 하우메아나 에리스에 필적할 수 있다. 

붉은 빛을 띠는 이 천체는 태양 자외선에 의해 

유기물질이 분해되면서 색을 띤 것으로 보이며, 

중국의 '물의 신'에서 그 이름을 따왔다.

더 많을 것으로 추정되는 왜소행성

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천문학자들은 태양계 외곽에 수백 개의

왜소행성이 더 있을 것으로 추정한다.

 대부분은 크기가 작을 뿐만 아니라, 

지구에서 가장 큰 망원경으로도

관측할 수 없을 정도로 멀리 떨어져 있어

 아직 발견되지 않았을 뿐이다.

새로운 왜소행성

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2025년 6월, 천문학자들은 ‘2017 OF201’이라는 

새로운 왜소행성 후보를 발표했다. 이는 

현대 알고리즘을 활용해 수십 년 전에 보관된 

천체 자료를 재분석하면서 발견된 성과로,

 데이터 분석 기술의 발전이 새로운 탐사를 

가능하게 한 사례다.

고대 창조의 잔재

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이처럼 왜소행성은 태양계 형성 당시 ‘행성’으로

 진화하지 못한 원시 조각으로 여겨진다. 

이들은 수십억 년 전 태양 성운의 단서를 간직한

 ‘타임캡슐’과도 같은 존재다.

점점 더 늘어날 전망

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현재까지 공식적으로 인정된 왜소행성은 5개

(명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케, 세레스)지만, 

과학자들 사이에서는 18개 정도가 

유력한 후보로 거론되고 있다.

왜소행성,

수만 개에 달할 것

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과학자들은 카이퍼 벨트 너머에 수백 개(또는 수만 개)의 

왜소행성이 있을 것으로 추정하며, 이는 내부 행성보다 

훨씬 더 많은 수의 원거리 천체들이 존재할 수 있음을 암시한다.

현재 탐색의 한계

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지금까지 우주 탐사선이 접근한 왜소행성은 단 두 곳뿐이다. 

NASA의 뉴호라이즌스호는 2015년 명왕성을 근접 촬영했고,

 소행선 탐사선 던 호는 같은 해 세레스를 관측하며 

왜소행성 연구에 본격적인 자료를 제공해 주고 있다.

진화하는 과학 도구

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관측 기술의 정밀도, 망원경 감도, 인공지능 기반 

데이터 분석 능력이 향상됨에 따라, 

향후 수많은 왜소행성들이 발견되고 

그 정체가 밝혀질 전망이다.

분류의 중요성

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이러한 천체 분류는 단순한 이름 붙이기를 넘어, 

태양계의 형성과 진화를 보다 정확히 이해하기 위한

 핵심 과정이라 볼 수 있다. 

앞으로 펼쳐질 미지의 세계

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우리가 왜소행성을 찾으려는 여정은, 어쩌면

 더 거대한 비밀을 마주하게 되는 길일지도 모른다.

 태양계의 어둠 속 끝자락, 그곳에서 인류는

 여전히 새로운 세계를 발견하고 있다.

출처

(Live Science) (NASA Science)  

(The Planetary Society)   (Britannica)

(Royal Museums Greenwich)