박종진의 과학 이야기- 왜소행성

밤하늘에 반짝이는 별 중 하나인 태양이란 이름의 별 주위에는 지구를 비롯하여 8개의 행성이 공전한다. 각각의 행성 주위에는 위성이 돌고 있기도 하고, 그뿐만 아니라 수많은 소행성도 있으며 혜성과 이런저런 천체가 태양의 중력에 붙들려 있는데 이를 통틀어서 태양계라고 부른다.   태양계의 행성은 태양에서 가까운 순으로 수성, 금성, 지구, 화성을 내행성(內行星)이라 하고 그 바깥에서 공전하는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 외행성(外行星)이라고 구별한다. 그 특징이라면 내행성은 지구처럼 표면이 단단한 암석 행성이고, 외행성은 주로 가스나 액체로 이루어진 가스 행성이다.     외행성과 발음이 비슷한 용어로 왜행성(矮行星)이 있는데 혼동을 막기 위해서 왜소행성(矮小行星 dwarf planet)이라고도 한다. 왜소행성은 2006년 국제천문연맹에서 행성과 소행성의 중간에 있는 천체를 정의하기 위해서 만든 카테고리인데 태양 주위를 공전해야 하고, 구형 모양을 가질 수 있는 질량이 되어야 하며, 자기가 공전하는 궤도에 있는 다른 천체에 영향력이 없어야 한다.   원래 태양계의 마지막 행성이었던 명왕성은 그런 이유로 행성의 지위를 잃고 왜소행성으로 격하되었다. 명왕성을 발견해서 내심 자랑스러워했던 미국인들은 분노했지만 어쩔 수 없는 일이었다. 아직도 많은 미국 사람들은 명왕성도 태양의 행성이라고 우기고 있다. 어떤 이는 명왕성이 행성 지위를 잃었으니 이름도 바뀌지 않았을까 생각하는데 명왕성이란 이름은 그대로다.     왜소행성은 명왕성 말고도 세레스, 마케마케, 하우메아, 에리스 등 총 5개가 있다. 세레스는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대의 천체로 1801년에 발견되었다. 오래 전부터 천문학자들은 화성과 목성 사이의 틈이 다른 행성들 사이보다 너무 크다고 생각해서 그곳에도 행성이 있을 것으로 추측했고, 그즈음 만들어진 티티우스-보데의 법칙에 자연수를 차례대로 집어넣으면 신기하게도 태양계의 행성 순서가 되었는데 화성과 목성 사이에는 아무것도 없어서 이상하던 참에, 윌리엄 허셜이 발견한 해왕성 역시 그 공식에 들어맞는 궤도에서 발견되었다. 이에 고무된 천문학자들은 부지런히 화성과 목성 사이를 뒤진 결과 비교적 덩치가 큰 세레스를 비롯하여 엄청난 수의 천체 집단을 발견하여 이를 소행성대라고 명명했다. 세레스는 소행성대 전체 질량의 약 30% 정도나 된다.     2005년 미국의 천문학자 마이클 브라운이 해왕성 너머에서 명왕성보다 살짝 작은 천체와 그 천체를 도는 위성까지 발견했다. 에리스라고 이름 지어진 그 천체가 태양의 열 번째 행성이 되느냐는 논쟁 중 근처에서 계속하여 마케마케와 하우메아도 발견되자 행성의 자격을 다시 정해야 한다는 의견이 나왔다.     2006년 체코의 프라하에서 열린 국제천문연맹 총회에서는 200년 전에 발견된 세레스의 행성 지위를 논했는데 여러 다양한 의견이 있어서 새로 행성의 자격을 정했다. 거기서 세레스와 함께 애꿎은 명왕성마저 왜소행성으로 격하되고 말았다. 처음으로 미국인이 발견한 행성을 같은 미국인이 번복한 결과가 되자 당사자인 마이클 브라운은 자기가 명왕성을 죽인 사람이라며 자책했다고 한다.   참고로 태양계 행성의 자격은 태양 주위를 공전해야 하고, 충분한 중력이 있어 공 모양이어야 하며, 자기 공전 궤도 상의 작은 천체를 처리할 수 있는 크기여야 하고 다른 행성의 위성이면 안 된다. (작가)     박종진박종진 이야기 태양계 행성 소행성대 전체 행성과 소행성

2025.08.22. 13:36

박종진의 과학 이야기- 국제천문연맹

국제천문연맹(IAU-International Astronomical Union)은 천문학자들이 모인 국제단체인데 천체 작명소(作名所)라고 생각하면 쉽다. 사람이 태어나면 자기 이름을 갖는 것처럼 기존 천체에는 이미 이름이 있지만, 새로 발견된 천체는 국제천문연맹에서 이름을 짓는다.     1919년에 벨기에의 수도 브뤼셀에서 창설되었는데 최초의 회원국은 7개 나라지만, 현재 가입한 나라는 총 82개국이며 개인 회원은 13,000명이 넘고 천문학 박사학위 소지자면 회원 가입 신청을 할 수 있다.     그동안 회원국이 돌아가면서 총회를 열었으며 현재 본부는 프랑스 파리에 있고 이탈리아의 로마에서 제1차 회의가 열린 것을 시작으로 총회는 규정상 3년마다 열린다고 되어 있으나 전쟁이나 질병 등의 이유로 연기될 때도 종종 있었다. 1928년 네덜란드의 레이던에서 열렸던 제3차 총회 때 88개나 되는 별자리가 확정되어 발표되었는데 지금까지 사용되고 있다.   그렇게 지난 한 세기 동안 탈 없이 잘 나가더니 갑자기 사건이 터졌다. 2006년 체코의 프라하에서 제26차 총회가 열렸고 거기서 명왕성이 태양계의 행성에서 퇴출당하여 왜소행성으로 격하된 일이 있었다.     역사가 짧은 미국은 최근 들어서야 세계에서 가장 강대한 나라로 도약했기 때문에 기존 천문학 족보에는 유럽 과학자들의 이름만 오르내릴 뿐이었다. 천문학뿐만 아니라 서양 음악도 모차르트와 베토벤이 누비던 시절 미국은 막 독립을 쟁취한 후여서 내세울 만한 인물이 없었고 그런 핸디캡은 모든 분야에서 마찬가지였다. 그랬던 미국이 20세기에 접어들면서 경제력을 앞세워 세계열강 대열 전면에 나서기 시작했다. 1930년, 대학 진학도 하지 않고 애리조나주에 있는 천문대에서 조수 일을 하던 클라이드 톰보라는 청년이 태양계의 최외곽 행성인 명왕성을 발견했다. 미국인이 지구의 형제 행성을 발견한 의미 있는 사건이었으나 2006년 체코의 프라하에서 열린 국제천문연맹 제26차 총회에서 명왕성을 태양계 행성에서 빼버렸다. 행성으로서 갖춰야 할 조건에 못 미친다는 것이 이유였다. 이에 자존심을 구긴 미국인들은 아직도 심정적으로는 그 결정을 쉽게 받아들이지 않고 있다.   2018년에 열린 제30차 총회에서는 허블 법칙을 허블-르메트르 법칙으로 부를 것을 의결했다. 사실 우주의 적색편이 현상은 르메트르가 허블보다 2년 먼저 발표했는데 그 공은 모두 허블이 챙겼지만, 정작 당사자였던 르메트르는 개의치 않았다. 그러나 국제천문연맹에서는 르메트르의 업적을 과소평가해서는 안 된다고 판단하여 그의 이름도 함께 넣었다. 하지만 명왕성을 억울하게 도둑 맞았다고 생각하는 미국 사람들은 미국인 이름만으로 된 '허블 법칙'이란 표현을 일부러 계속해서 사용하고 있다.   2015년 경북 영천에 있는 보현산 천문대에서 한국 최초로 외계 행성을 발견했는데 외계 행성이란 태양 말고 다른 별을 공전하는 행성을 뜻한다. 공개적으로 열린 이름 짓기 공모전에서 새로 발견된 외계 행성에 우리 말 '한라'라는 이름이 지어졌고 중심성은 '백두'라고 명명되었다. 초저녁 하늘에 보이는 금성을 한국 사람끼리 개밥바라기라고 부르는 것과는 달리 백두(Baekdu)와 한라(Halla)는 세계 모든 사람이 그대로 쓰게 될 국제적인 이름이어서 그 의미가 크다. (작가)     박종진국제천문연맹 박종진 태양계 행성 외계 행성 유럽 과학자들

2025.05.23. 11:58

[박종진의 과학 이야기] 별똥별

얼마 전 인기리에 방영된 '이상한 변호사 우영우'란 TV 드라마에서 주인공이 '제 이름은 똑바로 읽어도 거꾸로 읽어도 우영우입니다. 기러기 토마토 스위스 인도인 별똥별 우영우'라고 자기를 소개한다. 여기에 별똥별이 나온다. 누구나 한 번쯤은 긴 꼬리를 달고 떨어지는 별똥별을 보면서 소원을 빈 적이 있다. 하지만 고작 1~2초 사이에 사라져 버리기 때문에 소원을 다 빌지도 못했던 기억이 난다. 빌던 소원이 중간에서 끊어졌기 때문에 이루어지지 않았는지 모른다. 대체로 동서양을 막론하고 별이 떨어지면 사람이 죽는다고 생각했다. 별똥별의 한자어는 유성이다.     우리 우주는 거의 비어 있다. 그러나 그 속을 찬찬히 들여다보면 무수히 많은 은하가 널려있는 것을 알 수 있다. 수천억 개가 넘는 크고 작은 은하가 이 우주를 이루고 있다고 한다. 그런 은하는 엄청난 수의 행성, 즉 별로 채워져 있다. 그리고 각각의 별은 자신을 공전하는 행성을 갖고 있다. 예를 들어 안드로메다은하에는 1조 개에 가까운 별이 있지만, 우리가 속한 은하인 은하수에는 약 4천억 개의 별이 있는데 그 중 하나가 바로 태양이다.     그 태양 주위를 모두 8개의 행성이 공전하고 있는데 태양에서 세 번째로 가깝게 도는 행성이 바로 우리가 사는 지구다. 그리고 지구 주위를 달이라는 위성이 돌고 있다. 수성과 금성에는 위성이 없고 지구에는 달이란 위성 딱 하나뿐이지만, 우리의 형제 행성인 목성의 위성은 80개나 되고 토성에는 83개의 위성이 돌고 있다.     그것이 끝이 아니다. 태양을 중심으로 아주 긴 타원궤도를 그리며 도는 혜성이란 것도 있다. 그리고 지구나 화성 같은 행성보다 좀 더 작은 천체를 특별히 왜소행성이라고 부르는데 얼마 전 태양계 행성에서 탈락한 명왕성이 바로 왜소행성에 속한다.     중심성 태양에서 거의 일정한 규칙을 따라 수성, 금성, 지구, 화성이 돌고, 그 다음에는 한 궤도를 건너뛰어 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 우리 태양계를 이루고 있다. 건너뛴 그곳에는 행성은 없고 작은 천체 조각이 무리를 지어 태양 주위를 공전하고 있다. 그 작은 무리를 일컬어 소행성대라고 한다.     그런 소행성대의 아주 작은 파편이나, 혜성에서 떨어져 나온 티끌, 그리고 태양계를 떠돌던 먼지가 우연히 지구 공전 궤도 상에 놓이게 되면 지구가 그곳을 지날 때 지구 중력에 끌려와서 지구 대기권과의 마찰로 타게 된다. 그렇게 타면서 지구 표면으로 떨어지는 것이 유성, 즉 별똥별이다. 대부분 추락 중에 모두 연소해버리지만, 때에 따라서 타다 만 작은 조각이 땅에 떨어지는 경우가 있는데 이것이 운석이다.     대체로 유성이 비처럼 쏟아진다고 해서 유성우라고도 하는데 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 부스러기가 널려있는 곳과 지구 공전 궤도와 겹칠 때 별똥별이 무더기로 떨어지기 때문에 그렇게 부른다. 유성은 행성처럼 스스로 빛을 내는 천체가 아니라 지구 대기권을 통과할 때의 마찰로 타기 때문에 마치 빛을 내는 것처럼 보일 뿐이다.     그러므로 엄밀히 말해서 별똥별이 지구 중력에 이끌려서 우리에게 쏟아지는 것이 아니라 지구가 유성들이 모여있는 곳으로 파고들어서 생기는 현상이다. 그러니 앞으로는 유성우가 쏟아진다고 하지 말고 우리가 유성 속으로 돌진한다고 표현해야 옳다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 별똥별 태양계 행성 인도인 별똥별 지구 공전

2023.03.03. 16:06

[박종진의 과학 이야기] 태양계의 구조

태양계 모형을 보면 가운데 태양이 있고 그 주위를 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 옹기종기 자기 궤도를 따라 돌고 있는 모양이다. 하지만 그런 모형 때문에 태양계에 대한 잘못된 시각이 있는 것도 사실이다. 태양계를 쉽게 묘사하기 위해서 그렇게 만들었을 뿐 상당히 잘못된 축척을 사용했기 때문이다.    지금부터 제대로 된 태양계 모형을 만들어 본다. 우선 공터 한 가운데 지름이 1cm 되는 구슬을 준비하고 그것을 지구라고 가정하면 태양부터 해왕성까지의 크기는 지름이 약 11km나 돼야 하므로 공터를 포기하고 아주 넓은 평야로 나가야 한다.     우선 지름이 11km인 큰 원을 그리고 그 중앙에 태양을 놓는다. 지구가 구슬 크기라면 우리가 만들 모형에서의 태양은 초등학교 운동회 때 박 터트리기에 쓰는 공보다 조금 커야 한다. 정확한 축척을 따지면 지름이 1m9cm이다.     그런 태양을 가운데 놓으면 지구를 상징하는 작은 구슬은 약 176m 떨어진 곳에 두어야 한다.     이제 태양과 지구 사이에 있는 내행성인 수성과 금성의 자리를 잡을 차례다. 지구의 크기가 1cm라면 수성은 지름이 0.4cm 정도 되는 작은 콩을 사용해서 중심에서 68m 떨어진 곳에 놓는다.     금성은 지구보다 살짝 작은 0.9cm 정도 되는 구슬을 사용하면 되는데 중심에서 136m 떨어트려 놓으면 된다. 다음은 화성인데 중심에서 267m 떨어진 곳에 지구 크기의 딱 절반인 0.5cm 크기의 콩을 사용하면 된다.   이제 외행성 차례다. 태양계에서 덩치가 가장 큰 행성이 바로 목성인데 지구가 1cm 되는 구슬이라면 목성은 그 열한 배가 조금 넘는 11.2cm로 자몽 정도의 크기인데 중심에서 910m 떨어진 곳이 자기 자리다. 토성은 9.4cm 되는 제법 큰 신고 배 정도로 1.8km 떨어진 곳에 놓으면 된다. 천왕성은 4cm 되는 탁구공 크기이고 3.4km 떨어져 있으며, 마지막으로 그보다 약간 작은 해왕성은 크기가 3.9cm로 중심에서 5.6km 떨어진 곳에 두면 된다.   해왕성의 바깥쪽에서 태양 주위를 도는 작은 천체 집단을 카이퍼 벨트라고 부르며 얼마 전 태양계 행성에서 빠진 명왕성도 여기에 속한다. 중심을 잡은 곳에서 약 9km 떨어져 있다. 그러나 그곳이 태양계의 끝이 아니다. 태양 빛이 표면을 떠나서 약 1년 정도 걸려서 도착하는 곳이 오르트 구름인데 꼬리를 가진 혜성이 발원하는 곳이다. 태양의 인력이 대체로 여기까지 미친다고 한다.     우리가 만든 모형에서조차 중심에서 약 5,000km나 되는 먼 곳이다. 그런 모형에서도 5,000km라니 입이 쩍 벌어진다. 참고로 미국 서부해안의 LA에서 동부해안의 뉴욕까지 4,000km다. 지구를 1cm의 크기로 줄여도 태양의 중력이 미치는 그 끝은 미국을 횡단해도 모자란다.     약 반세기 전에 지구를 출발했던 보이저호는 지금 카이퍼벨트를 통과하는 중이다. 보이저호는 앞으로 1만6700년 후 우리 별 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리를 지날 예정이다.   우리가 속한 은하수 은하에는 태양과 같은 별이 무려 4천억 개나 있다. 은하수 은하와 가장 가까운 이웃 은하인 안드로메다은하에는 1조 개가 넘는 별이 있다. 그런 은하들이 수천억 개가 모여서 우주를 이룬다. 아무리 상상을 하려고 해도 그 이상이다. 그래서 우주는 무한하다고 한다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 태양계 구조 태양계 모형 태양계 행성 지구 크기

2023.01.13. 15:13