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명왕성

Pluto
이 기사는 왜소행성에 관한 것입니다. 신에 대해서는 명왕성(신화학)을 참고하세요. 기타 용도는 명왕성(동음이의도)을 참조하십시오.
134340 명왕성
2015년[a] NASA의 New Horizons 탐사선이 찍은 진짜 색깔의 명왕성 북반구
디스커버리
에 의해 발견됨클라이드 W. 톰보
디스커버리 사이트로웰 천문대
발견일자1930년 2월 18일
지명
지정
(134340) 명왕성
발음/ˈ 플러스 ː를 ʊ에 연결/ ⓘ
이름은 다음과 같습니다.
명왕성
형용사플루토니아어 /plu ːˈ를 ʊ니 ən/에 연결합니다.[1]
기호. (역사적으로 천문학적, 현재는 대부분 점성술적) 또는 (mostly 점성술적)
궤도 특성[2][b]
에포크 J2000
가장 빠른 사전복구일1909년 8월 20일
아펠리온
  • 49.305 AU
  • (73억 7,593만 km)
  • 2114년 2월
근일점
  • 29.658 AU
  • (44억 3682만 km)[3]
  • (1989년 9월 5일)[4]
  • 39.482 AU
  • (59억 6380만 km)
편심0.2488
366.73일[3]
초속[3] 4.743 km
14.53도
성향
  • 17.16°
  • (태양 적도까지 11.88°)
110.299°
113.834°
알려진 위성5
물리적 특성
치수2,376.6±1.6 km (구와 일치하는 observ, 예측된 편차가 너무 작아서 관측할 수 없음)
평균반지름
평탄화<1%[7]
  • 1.774443×107 km2[c]
  • 0.035 Earths
용량
  • (7.057±0.004)×109 km3[d]
  • 0.00651 Earths
덩어리
  • (1.303±0.003)×1022 kg[7]
  • 0.00218 Earths
  • 0.177 달
1.854±0.006 g/cm3[6][7]
1.212 km/s[f]
  • -6.38680d
  • −6 d, 9 h, 17 m, 00 s
[8]
  • -6.387230d
  • −6 d, 9 h, 17 m, 36 s
적도 회전 속도
시속 47.18km
122.53°(궤도까지)[3]
132.993°[9]
−6.163°[9]
알베도기하학적[3] 0.52
0.72 채권[3]
표면 온도. 분 의미하다 맥스.
켈빈 33K 44 K (−229 °C) 55K
13.65[3] to 16.3[10]
(mean는 15.1)
−0.44[11]
0.06″ to 0.11″[3][g]
대기.
표면 압력
1.0Pa (2015)[7][12]
분량별구성질소, 메탄, 일산화탄소[13]

명왕성(소행성 지명: 134340 명왕성)은 해왕성 궤도 너머에 있는 물체들의 고리인 카이퍼 벨트에 있는 왜소 행성입니다. 이 행성은 태양 주위를 직접 도는 것으로 알려진 물체 중 9번째로 크고 10번째로 질량이 큰 것입니다. 이 천체는 부피 기준으로 가장 큰 넵투니아 횡단 천체이지만 에리스보다는 질량이 약간 작습니다. 다른 카이퍼 벨트 물체들처럼, 명왕성은 주로 얼음과 바위로 만들어져 있고 내행성들보다 훨씬 작습니다. 명왕성의 질량은 지구 달의 6분의 1, 부피는 3분의 1에 불과합니다.

명왕성은 태양으로부터 30에서 49 천문단위 (45억에서 73억 킬로미터; 28억에서 46억 마일)의 중간 정도의 편심되고 기울어진 궤도를 가지고 있습니다. 태양의 빛은 39.5 AU (59억 1천만 킬로미터; 36억 7천만 마일)의 궤도 거리에서 명왕성에 도달하는 데 5.5 시간이 걸립니다. 명왕성의 편심 궤도는 주기적으로 해왕성보다 태양에 더 가까이 접근하지만 안정적인 궤도 공명은 명왕성이 충돌하는 것을 막습니다.

명왕성에는 다섯 개의 위성이 있습니다. 지름이 명왕성의 절반을 조금 넘는 카론, 스틱스, 닉스, 케르베로스, 그리고 히드라. 명왕성과 카론은 궤도의 무게 중심이 어느 한 물체에도 있지 않고 조수에 맞물려 있기 때문에 쌍성계로 간주되기도 합니다. 뉴호라이즌스호 임무는 명왕성과 명왕성의 위성을 방문한 첫 번째 우주선으로, 2015년 7월 14일에 플라이바이를 하여 상세한 측정과 관측을 수행했습니다.

명왕성은 1930년 클라이드 W에 의해 발견되었습니다. 톰보, 카이퍼 벨트에서 가장 먼저 알려진 물체입니다. 이 행성은 즉각적으로 아홉 번째 행성으로 환영받았지만 항상 이상한 물체였으며 [14]: 27 예상보다 훨씬 작은 것으로 밝혀지면서 행성 상태에 의문이 제기되었습니다. 이러한 의심은 1990년대에 시작된 카이퍼 벨트에서 추가적인 물체들이 발견된 이후 증가했고, 특히 2005년에 더 거대한 산란 원반 물체인 에리스가 발견되었습니다. 2006년 국제천문연맹은 공식적으로 명왕성과 같은 왜소 행성을 제외하기 위해 행성이라는 용어를 재정의했습니다. 하지만 많은 행성 천문학자들은 명왕성과 다른 왜행성들을 행성으로 계속 생각하고 있습니다.

역사

디스커버리

자세한 정보: 해왕성 너머 행성
The same area of night sky with stars, shown twice, side by side. One of the bright points, located with an arrow, changes position between the two images.
명왕성의 발견 사진

1840년대, 우르뱅 르 베리에르는 천왕성 궤도의 섭동을 분석한 후 뉴턴 역학을 사용하여 당시 발견되지 않은 행성 해왕성의 위치를 예측했습니다. 이후 19세기 말 해왕성을 관측한 결과, 천문학자들은 천왕성의 궤도가 해왕성 외에 다른 행성에 의해 교란되고 있다고 추측했습니다.[15]

1906년, 1894년 애리조나주 플래그스태프에 로웰 천문대를 설립한 부유한 보스턴 사람 퍼시벌 로웰은 가능한 9번째 행성을 찾기 위한 광범위한 프로젝트를 시작했고, 그는 이것을 "행성 X"라고 불렀습니다.[16] 1909년까지 로웰과 윌리엄 H. 피커링은 그러한 행성을 위한 몇 가지 가능한 천체 좌표를 제안했습니다.[17] 로웰과 그의 천문대는 1916년 사망할 때까지 엘리자베스 윌리엄스가 계산한 수학적 계산을 사용하여 그의 탐색을 수행했지만 소용이 없었습니다. 로웰에게 알려지지 않은 그의 조사는 1915년 3월 19일과 4월 7일에 명왕성의 희미한 이미지 두 개를 포착했지만, 그것들이 무엇인지는 인정받지 못했습니다.[17][18] 다른 14개의 발견 전 관측이 알려져 있으며, 가장 이른 것은 1909년 8월 20일 Yerkes 관측소에 의해 이루어졌습니다.[19]

클라이드 톰보, 캔자스 주

퍼시벌의 미망인 콘스탄스 로웰(Constance Lowell)은 남편의 유산을 놓고 로웰 천문대와 10년간 법적 다툼을 벌였고, 1929년이 되어서야 행성 X를 찾기 시작했습니다.[20] 천문대 책임자인 베스토 멜빈 슬립허(Vesto Melvin Slipher)는 23세의 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)에게 행성 X를 찾는 일을 맡겼습니다. 톰보는 슬립허가 자신의 천문학적 그림 샘플에 감명을 받은 후 천문대에 막 도착했습니다.[20]

톰보의 임무는 밤하늘을 한 쌍의 사진으로 체계적으로 이미지화한 다음, 각 쌍을 조사하고 물체가 위치를 이동했는지 여부를 결정하는 것이었습니다. 그는 깜빡이는 대조기를 사용하여 사진 사이의 위치나 모양이 바뀐 물체가 움직이는 것 같은 착각을 일으키기 위해 각 판의 시야 사이를 빠르게 앞뒤로 이동했습니다. 1930년 2월 18일, 거의 1년 동안의 탐색 끝에 톰보는 1월 23일과 29일에 찍은 사진판에서 움직일 수 있는 물체를 발견했습니다. 1월 21일에 찍은 덜 질 좋은 사진이 움직임을 확인하는 데 도움이 되었습니다.[21] 천문대가 추가로 확인할 수 있는 사진들을 얻은 후, 그 발견 소식은 1930년 3월 13일 하버드 대학 천문대에 전보로 전해졌습니다.[17]

플루토니아의 한 해는 지구의 247.94년에 해당하므로,[3] 2178년 명왕성은 발견 이후 첫 궤도를 완성하게 됩니다.

이름 및 기호

플루토라는 이름은 저승 세계의 로마 신을 뜻하는 그리스어로, 하데스의 별명에서 유래했습니다.

발견 발표와 동시에 로웰 천문대는 천 개 이상의 이름 제안을 받았습니다.[22] 3개의 이름이 1위를 차지했습니다. 미네르바, 플루토, 크로노스. '미네르바'는 로웰 직원들의 첫 번째[23] 선택이었지만 이미 소행성에 사용되었기 때문에 거부되었습니다. 크로너스는 인기가 없고 자기중심적인 천문학자인 토마스 제퍼슨 잭슨 시에 의해 홍보되었기 때문에 부정적이었습니다. 투표가 이루어졌고, 만장일치로 '플루토'가 선택되었습니다. 로웰 천문대(Lowell Observatory)는 이 이름이 붙었고, 이 행성이 천왕성처럼 이름에 변화를 겪지 않도록 하기 위해 미국천문학회(American Astronomical Society)와 왕립천문학회(Royal Astronomical Society)에 이 이름을 제안했고, 두 사람은 만장일치로 이를 승인했습니다.[14]: 136 [24] 이 이름은 1930년 5월 1일에 출판되었습니다.[25][26]

'플루토'라는 이름은 로웰에게 보낸 편지와 전보 중 150여 건의 후보 지명을 받았습니다. 첫[h] 번째 사람은 고전 신화에 관심이 있는 영국 옥스포드의 11세 여학생인 베네치아 버니 (1918–2009)였습니다.[14][25] 그녀는 명왕성의 발견 소식을 할아버지 매독 매단이 가족들에게 아침식사를 하며 읽었을 때 그것을 제안했습니다. 매단은 이 제안을 천문학 교수 허버트 홀 터너에게 전달했고, 터너는 이 제안을 발표한 지 3일 후인 3월 16일 로웰의 동료들에게 전화로 전달했습니다.[23][25]

'플루토'라는 이름은 신화적으로 적절했습니다: 명왕성 신은 토성에서 살아남은 여섯 명의 아이들 중 한 명이었고, 다른 아이들은 이미 주요 행성이나 작은 행성(그의 형제 목성과 해왕성 그리고 그의 자매 세레스, 주노 그리고 베스타)의 이름으로 선택되었습니다. 신과 행성은 둘 다 "음울한" 지역에 살았고, 신은 행성이 오랫동안 그랬던 것처럼 자신을 보이지 않게 만들 수 있었습니다.[28] 이 선택은 명왕성의 첫 두 글자가 퍼시벌 로웰의 머리글자라는 사실에 의해 더욱 도움을 받았습니다. 실제로 '퍼시벌'은 새로운 행성의 이름에 대한 더 인기 있는 제안 중 하나였습니다.[23][29] 그 후 명왕성의 행성 기호 ⟨⟩은 "PL"이라는 문자의 모노그램으로 만들어졌습니다. 이 기호는 점성술에서 여전히 흔하지만 천문학에서는 더 이상 거의 사용되지 않습니다.[i] 그러나, 천문학에서도 때때로 사용되는 명왕성의 가장 흔한 점성술적 상징은 1930년대 초까지 거슬러 올라가는 명왕성의 쌍성 ⟨⟩ 위의 궤도(아마도 명왕성의 투명 모자를 나타내는 것)입니다.

'플루토'라는 이름은 곧 더 넓은 문화에 의해 받아들여졌습니다. 1930년, 월트 디즈니는 미키 마우스를 위해 명왕성이라는 개의 동반자를 소개했을 때 분명히 영감을 받았지만, 디즈니 만화영화 제작자 벤 샤프스틴은 왜 명왕성이라는 이름이 붙여졌는지는 확인할 수 없었습니다.[38] 1941년 글렌 T. 시보그는 새로 발견된 행성의 이름을 딴 원소에 천왕성의 이름을 딴 우라늄과 해왕성의 이름을 딴 넵투늄의 이름을 따 플루토늄이라는 전통에 따라 플루토늄이라는 이름을 명왕성에서 따왔습니다.[39]

대부분의 언어는 다양한 번역에서 "Pluto"라는 이름을 사용합니다.[k] 일본어로 호에이 노지리는 "지하세계의 왕(신)의 별"이라는 冥王星를 제안했고, 이것은 중국어와 한국어로 차용되었습니다. 인도의 어떤 언어들은 플루토라는 이름을 사용하지만, 힌디어와 같은 다른 언어들은 힌두교에서 죽음의 신 야마의 이름을 사용합니다.[40] 폴리네시아어족은 또한 마오리 휘로처럼 지하세계의 토착신을 사용하는 경향이 있습니다.[40] 베트남어는 중국어를 따를 것으로 예상할 수 있지만, 중국어와 베트남어의 冥민 "어두운"은 明민 "밝은"과 동음이 되기 때문에 그렇지 않습니다. 베트남인들은 대신 불교신이기도 한 야마를 중국의 閻王 옌완 / 이 ò ì "야마 왕"에서 유래한 상디엠 ươ 星閻王 "야마의 별"의 형태로 사용합니다.

행성 X 반증

일단 명왕성이 발견되자, 명왕성의 희미함과 관측 가능한 원반의 부재는 그것이 로웰의 X행성이라는 생각에 의심을 품게 했습니다.[16] 명왕성의 질량 추정치는 20세기 내내 하향 수정되었습니다.[43]

명왕성 질량 추정치
연도 덩어리 에 의한 견적
1915
7개의 지구
 로웰 (행성 X에 대한 예측)[16]
1931
1지구
 니콜슨 & 메이올[44][45][46]
1948
0.1 (1/10) Earth
 카이퍼[47]
1976
0.01 (100분의 1) 지구
 크루익생크, 필처, 모리슨[48]
1978
0.0015 (1/650) 지구
 크리스티 & 해링턴[49]
2006
0.00218 (1/459) Earth
 Buie et al.[50]

천문학자들은 처음에 해왕성과 천왕성에 대한 추정된 효과를 기반으로 질량을 계산했습니다. 1931년, 명왕성은 대략 지구의 질량으로 계산되었고, 1948년에 추가적인 계산으로 대략 화성의 질량으로 낮췄습니다.[45][47] 1976년 하와이 ʻ 대학의 데일 크루익생크, 칼 필처 그리고 데이비드 모리슨이 처음으로 명왕성의 알베도를 계산해보았는데, 이것은 명왕성의 크기에 비해 대단히 밝아야 한다는 것을 의미하며, 따라서 명왕성의 알베도는 지구 질량의 1%를 초과해서는 안 된다는 것을 의미합니다.지구의 9배입니다.)[3]

1978년, 명왕성의 위성 카론의 발견으로 처음으로 명왕성의 질량을 측정할 수 있게 되었습니다: 지구의 약 0.2%이며, 천왕성 궤도의 차이를 설명하기에는 너무 작습니다. 이후 로버트 서튼 해링턴이 주도한 대체 행성 X를 찾는 작업은 [51]실패했습니다. 1992년 마일스 스탠디시는 1989년 보이저 2호의 해왕성 플라이바이 자료를 이용해 천왕성에 대한 해왕성의 중력 효과를 다시 계산하기 위해 해왕성의 질량 추정치를 0.5% 하향 수정했습니다. 새로운 수치가 추가되면서 불일치와 행성 X의 필요성은 사라졌습니다.[52] 2000년 현재 대다수의 과학자들은 로웰이 정의한 것처럼 X행성은 존재하지 않는다고 동의합니다.[53] 로웰은 1915년에 X행성의 궤도와 위치가 명왕성의 실제 궤도와 그 당시 위치에 상당히 근접할 것이라고 예측했습니다. 어니스트 W. 브라운은 명왕성이 발견된 직후 이것이 우연이라고 결론지었습니다.[54]

분류

자세한 정보: 행성의 정의
EarthMoonCharonCharonNixNixKerberosKerberosStyxStyxHydraHydraPlutoPlutoDysnomiaDysnomiaErisErisNamakaNamakaHi'iakaHi'iakaHaumeaHaumeaMakemakeMakemakeMK2MK2XiangliuXiangliuGonggongGonggongWeywotWeywotQuaoarQuaoarSednaSednaVanthVanthOrcusOrcusActaeaActaeaSalaciaSalacia2002 MS42002 MS4File:EightTNOs.png
달과 함께 명왕성, 에리스, 하우메아, 메이크, 공공, 콰아르, 세드나, 오르쿠스, 살라시아, 2002 MS4, 지구의 예술적 비교

1992년부터 명왕성과 같은 부피로 궤도를 돌고 있는 많은 물체들이 발견되었는데, 이것은 명왕성이 카이퍼 벨트라고 불리는 물체 집단의 일부라는 것을 보여줍니다. 이것은 명왕성을 주변 인구와 함께 고려해야 하는지 아니면 별도로 고려해야 하는지에 대한 많은 의문과 함께 행성으로서의 공식적인 지위를 논란거리로 만들었습니다. 박물관과 천체투영관 관장들은 때때로 명왕성을 태양계 행성 모형에서 제외시켜 논란을 일으켰습니다. 2000년 2월, 뉴욕시의 헤이든 플라네타리움은 단 8개의 행성으로 이루어진 태양계 모델을 전시했고, 이것은 거의 1년 후에 헤드라인을 장식했습니다.[55]

세레스, 팔라스, 주노, 베스타는 다른 많은 소행성들이 발견된 후 행성 지위를 잃었습니다. 마찬가지로, 카이퍼 벨트 지역에서도 명왕성에 점점 더 가까운 크기의 물체들이 발견되었습니다. 2005년 7월 29일, 칼텍의 천문학자들은 명왕성보다 훨씬 더 질량이 크고 1846년 트리톤 이후 태양계에서 발견된 가장 질량이 큰 새로운 넵투니아 횡단 물체인 에리스를 발견했다고 발표했습니다. 이 행성의 발견자들과 언론은 처음에 이 행성을 열 번째 행성이라고 불렀지만, 이 행성을 행성이라고 부를지에 대한 공식적인 합의는 없었습니다.[56] 천문학계의 다른 이들은 이번 발견이 명왕성을 소행성으로 재분류하는 가장 강력한 논거라고 생각했습니다.[57]

IAU구분

주 기사: 행성의 IAU 정의

2006년 8월 IAU 결의안으로 "행성"이라는 용어에 대한 공식적인 정의가 만들어졌습니다. 이 해상도에 따르면 태양계에 있는 물체가 행성으로 간주되기 위한 조건은 세 가지입니다.

  • 그 물체는 태양 주위의 궤도에 있어야 합니다.
  • 물체는 중력에 의해 반올림될 수 있을 정도로 충분히 무거워야 합니다. 좀 더 구체적으로 말하면, 자체 중력이 그것을 정수론적 평형에 의해 정의된 모양으로 끌어당겨야 합니다.
  • 궤도 주변을 청소했을 것입니다.[58][59]

명왕성은 세 번째 조건을 충족시키지 못합니다.[60] 이 행성의 질량은 궤도에 있는 다른 물체들의 질량을 합친 것보다 훨씬 작습니다: 지구와 대조적으로, 지구의 질량은 0.07배입니다 (달을 제외하고).[61][59] IAU는 나아가 명왕성처럼 기준 1과 2를 충족하지만 기준 3을 충족하지 못하는 천체를 왜행성이라고 부르기로 결정했습니다. 2006년 9월, IAU는 명왕성과 에리스, 달 디스노미아를 소행성 목록에 포함시켜 공식적인 소행성 명칭인 명왕성, 에리스, 그리고 에리스 I 디스노미아를 부여했습니다.[62] 만약 명왕성이 1930년에 발견되었을 때 포함되었다면, 그것은 한 달 전에 발견된 1163 사가에 이어 1164로 지정되었을 것입니다.[63]

재분류에 대한 천문학계의 반발이 있었습니다.[64][65][66] NASA의 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호의 앨런 스턴 수석연구원은 IAU의 결의안을 비웃었습니다.[67][68] 그는 또한 5퍼센트 미만의 천문학자들이 그것에 투표했기 때문에, 그 결정이 전체 천문학계를 대표하는 것은 아니라고 말했습니다.[68] 마크 W. 당시 로웰 천문대에 있던 부이는 이 정의에 반대하는 청원을 했습니다.[69] 다른 이들은 IAU를 지지해 왔는데, 예를 들어 에리스를 발견한 천문학자 마이크 브라운이 있습니다.[70]

IAU 결정에 대한 대중의 반응은 엇갈렸습니다. 캘리포니아 주 의회에 제출된 결의안은 IAU의 결정을 "과학적 이단"이라고 뻔뻔하게 비난했습니다.[71] 뉴멕시코 하원은 명왕성의 발견자이자 명왕성의 오랜 거주자인 클라이드 톰보에게 경의를 표하는 결의안을 통과시켰는데, 이 결의안은 명왕성이 뉴멕시코 하늘에 있는 동안 항상 행성으로 간주될 것이며, 2007년 3월 13일이 명왕성의 날이라고 선언했습니다.[72][73] 일리노이주 상원도 2009년 톰보가 일리노이주에서 태어났다는 근거로 비슷한 결의안을 통과시켰습니다. 그 결의안은 명왕성이 국제천문연맹에 의해 "왜성" 행성으로 부당하게 격하되었다고 주장했습니다.[74] 대중의 일부 구성원들은 그 문제에 대한 과학계 내의 의견 차이 또는 감정적인 이유를 들어 그 변경을 거부했습니다. 그들은 명왕성을 항상 행성으로 알고 있었고 IAU의 결정과 상관없이 계속 그렇게 할 것이라고 주장했습니다.[75]

2006년, 미국 방언학회는 17번째 연례 올해의 단어 투표에서 올해의 단어로 명멸했습니다. "pluto"는 "누군가를 비하하거나 평가절하하는 것"입니다.[76]

2008년 8월, 양측의 연구원들은 존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소에 모여 행성의 정의에 대한 연속적인 회담을 포함하는 회의를 열었습니다.[77] "위대한 행성 논쟁"[78]이라는 제목의 이 회의는 과학자들이 행성의 정의에 대해 합의에 도달할 수 없다는 것을 나타내는 회의 후 보도 자료를 발표했습니다.[79] 2008년 6월, IAU는 보도자료를 통해 "플루토이드"라는 용어가 앞으로 명왕성과 해왕성보다 큰 궤도 반장축을 가진 다른 행성 질량의 물체들을 지칭하는 데 사용될 것이라고 발표했지만, 이 용어가 큰 의미는 없습니다.[80][81][82]

궤도

1850년부터 2097년까지 명왕성 궤도 애니메이션
태양· 토성· 천왕성· 해왕성· 명왕성

명왕성의 공전 주기는 약 248년입니다. 그것의 궤도 특성은 황도라고 불리는 평평한 기준면에 가까운 태양 주위의 거의 원형 궤도를 따르는 행성들과는 상당히 다릅니다. 반면 명왕성의 궤도는 황도(17° 이상)에 비해 적당히 기울어져 있고 편심(타원)도 적당히 있습니다. 이심률은 명왕성 궤도의 작은 부분이 해왕성 궤도보다 태양에 가깝다는 것을 의미합니다. 명왕성-카론 중입자 중심은 1989년 9월 5일 근일점에 [4][l]도달했으며 1979년 2월 7일과 1999년 2월 11일 사이에 해왕성보다 태양에 마지막으로 더 가까웠습니다.[83]

비록 해왕성과의 3:2 공명은 유지되지만, 명왕성의 경사와 이심률은 혼란스럽게 행동합니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 몇 백만 년 동안 명왕성의 위치를 예측할 수 있지만, 랴푸노프 시간인 1천만 년에서 2천만 년보다 훨씬 긴 시간이 지나면 계산을 신뢰할 수 없게 됩니다. 명왕성은 태양계의 측정할 수 없을 정도로 작은 세부 사항에 민감합니다. 명왕성의 궤도상 위치를 점차 변화시킬 예측하기 어려운 [84][85]요인들

명왕성 궤도의 반장축은 약 39.3 ~ 39.6 au로 약 19,951 년의 주기로 246 ~ 249 년의 주기에 해당합니다. 준장축과 기간은 현재 길어지고 있습니다.[86]

해왕성과의 관계

명왕성의 궤도는 바로 위에서 보면 해왕성의 궤도와 교차하는 것처럼 보이지만, 두 물체의 궤도는 교차하지 않습니다. 명왕성이 태양에 가장 가깝고, 위에서 볼 때 해왕성 궤도에 가까울 때는 해왕성 경로에서 가장 멀리 떨어져 있기도 합니다. 명왕성의 궤도는 해왕성의 궤도보다 약 8AU 위를 지나가며 충돌을 막습니다.[87][88][89][m]

이것만으로는 명왕성을 보호하기에 충분하지 않습니다; 행성들(특히 해왕성)로부터의 섭동은 충돌이 가능하도록 명왕성의 궤도(궤도 세차 등)를 수백만 년에 걸쳐 변화시킬 수 있습니다. 하지만, 명왕성은 해왕성과의 2:3 궤도 공명으로도 보호받고 있습니다: 명왕성이 태양 주위를 도는 두 궤도마다 해왕성은 세 궤도를 만듭니다. 각각의 주기는 약 495년 동안 지속됩니다. (이와 같은 공명에는 플루티노라고 불리는 다른 많은 물체들이 있습니다.) 이 패턴은 495년 주기마다 명왕성이 근일점 근처에 있을 때 해왕성이 명왕성보다 50° 이상 뒤쳐지게 됩니다. 명왕성의 두 번째 근일점까지 해왕성은 1.5개의 궤도를 더 완성할 것이고, 따라서 명왕성보다 거의 130° 앞에 있을 것입니다. 명왕성과 해왕성의 최소 이격거리는 17AU 이상으로, 명왕성과 천왕성의 최소 이격거리(11AU)보다 큽니다.[89] 명왕성과 해왕성 사이의 최소 분리는 실제로 명왕성의 원뿔이 있는 시간 근처에서 발생합니다.[86]

두 신체 사이의 2:3 공명은 매우 안정적이며 수백만 년에 걸쳐 보존되었습니다.[91] 이것은 그들의 궤도가 서로 상대적으로 변하는 것을 막으므로 두 물체는 절대로 서로 가까이 지나갈 수 없습니다. 명왕성의 궤도가 기울어져 있지 않더라도 두 물체는 결코 충돌할 수 없었습니다.[89] 평균 운동 공명의 장기적인 안정성은 위상 보호 때문입니다. 명왕성의 주기가 해왕성의 3/2보다 약간 짧을 때, 해왕성에 대한 궤도는 표류하게 되고, 해왕성의 궤도 뒤로 더 가까이 접근하게 됩니다. 그리고 나서 둘 사이의 중력이 각운동량을 명왕성으로 옮겨가게 합니다. 해왕성의 희생으로 말이죠. 케플러의 세 번째 법칙에 따르면, 이것은 명왕성을 조금 더 큰 궤도로 이동시키고, 그곳에서 조금 더 천천히 이동합니다. 그렇게 여러 번 반복한 끝에 명왕성은 충분히 느려져 해왕성에 대한 명왕성의 궤도가 반대 방향으로 표류하게 됩니다. 모든 과정이 완료되는 데 약 20,000년이 걸립니다.[89][91][92]

기타요소

수치 연구에 따르면 수백만 년이 지나도 명왕성과 해왕성 궤도 사이의 정렬의 일반적인 특성은 변하지 않습니다.[87][86] 명왕성의 안정성을 강화하는 다른 공명과 상호작용이 있습니다. 이들은 주로 두 가지 추가 메커니즘(2:3 평균-운동 공명 외)에서 발생합니다.

첫째, 명왕성의 근일점 주장, 즉 황도를 가로지르는 지점과 태양에 가장 가까운 지점 사이의 각도는 90°[86] 안팎에서 보정됩니다. 이것은 명왕성이 태양에 가장 가까울 때 태양계의 평면 위에서 가장 멀리 떨어져 있어 해왕성과의 만남을 방지한다는 것을 의미합니다. 이것은 코자이 메커니즘의 결과이며,[87] 이 메커니즘은 궤도의 이심률과 궤도의 경사를 더 큰 교란 천체(이 경우 해왕성)와 연관시킵니다. 해왕성과 비교할 때, 자유분방의 진폭은 38°이고, 따라서 명왕성 근일점과 해왕성 궤도 사이의 각도 분리는 항상 52°(90°-38°)보다 큽니다. 가장 가까운 각도 분리는 10,000년마다 일어납니다.[91]

둘째, 두 신체의 상승 마디의 길이, 즉 황도를 가로지르는 지점은 위의 자유화와 거의 일치합니다. 두 경도가 같을 때, 즉 두 마디와 태양을 통해 직선을 그릴 수 있을 때 플루토의 근일점은 정확히 90°에 있으며, 따라서 플루토가 해왕성 궤도에서 가장 높을 때 태양에 가장 가까이 다가갑니다. 이것은 1:1 초공진이라고 알려져 있습니다. 목성을 포함한 모든 목성 행성들은 초공진을 형성하는 역할을 합니다.[87]

회전

명왕성의 자전 주기인 하루는 지구의 6.387일과 같습니다.[3][93] 천왕성과 2개의 팔라스처럼, 명왕성은 궤도면에서 "측면"을 120°의 축방향 기울기로 회전하기 때문에 계절적 변화가 극심합니다; 천왕성 표면의 4분의 1은 지속적인 낮 동안에 있고, 다른 4분의 1은 지속적인 어둠 속에 있습니다.[94] 이러한 특이한 방향성의 이유에 대해 논의되어 왔습니다. 아리조나 대학의 한 연구는 그것이 몸의 스핀이 에너지를 최소화하기 위해 항상 조정되는 방식 때문일 수도 있다고 제안했습니다. 이것은 물체가 적도 근처에 외부 질량을 두도록 방향을 바꾸었고 질량이 부족한 지역은 극 쪽으로 방향을 틀었다는 것을 의미할 수 있습니다. 이것을 극지 방랑이라고 합니다.[95] 아리조나 대학에서 발표한 한 논문에 따르면, 이것은 이 왜소행성의 그늘진 지역에 얼어붙은 질소 덩어리가 쌓여 발생할 수 있다고 합니다. 이러한 질량은 차체의 방향을 다시 잡아 120°의 비정상적인 축 기울기로 이어집니다. 질소의 축적은 명왕성이 태양으로부터 멀리 떨어져 있기 때문입니다. 적도에서는 온도가 -240 °C (-400.0 °F; 33.1 K)까지 떨어져 물이 지구에서 얼기 때문에 질소가 얼 수 있습니다. 명왕성에서 볼 수 있는 것과 같은 효과는 남극의 빙상이 몇 배 더 컸습니다.[96]

지질학

주요 기사: 명왕성의 지질과 명왕성의 지리

표면

스푸트니크 평면은 지질학적으로 젊고 대류로 인해 뒤집히는 찌그러진 질소 얼음 "세포"로 덮여 있습니다.

명왕성 표면의 평원은 98% 이상의 질소 얼음으로 구성되어 있으며, 메탄과 일산화탄소가 미량 포함되어 있습니다.[97] 질소와 일산화탄소는 명왕성의 반카론 표면(Tombaugh Regio의 서쪽 엽인 Sputnik Planitia가 위치한 경도 180° 부근)에 가장 많이 존재하는 반면 메탄은 동쪽 300° 부근에 가장 많이 존재합니다.[98] 산은 물 얼음으로 만들어졌습니다.[99] 명왕성의 표면은 밝기와 색깔 모두에서 큰 차이를 보이며 꽤 다양합니다.[100] 명왕성은 태양계에서 가장 대조적인 천체 중 하나이며, 토성의 위성 이아페투스만큼 대조적입니다.[101] 색상은 차콜 블랙부터 다크 오렌지, 화이트까지 다양합니다.[102] 명왕성의 색은 화성보다 약간 주황색이 더 많고 적음으로 이오와 더 유사합니다.[103] 주목할 만한 지리적 특징으로는 톰보 레지오(Tombaugh Regio), 하트(Charon 반대쪽에 있는 큰 밝은 지역), 크툴루 마쿨라(Cthulhu Macula),[6] 고래(Whale)(후반구에 있는 큰 어두운 지역), 브라스 너클(Brass Nuckles)(선두반구에 있는 적도의 어두운 지역들)이 있습니다.

심장의 서쪽 엽인 스푸트니크 플라니티아(Sputnik Planitia)는 1,000 km 너비의 냉동 질소와 일산화탄소 얼음 분지로 다각형 세포로 나누어져 있습니다. 이것은 물 얼음 지각과 승화 구덩이의 떠다니는 덩어리를 가장자리로 운반하는 대류 세포로 해석됩니다.[104][105][106] 분지 안팎으로 빙하가 흐르는 징후가 분명합니다.[107][108] 뉴호라이즌스가 볼 수 있는 분화구가 없어 표면이 1000만 년 미만임을 알 수 있습니다.[109] 최근 연구에 따르면 표면의 나이는 180000년+90000
~40000년입니다.[110] 뉴호라이즌스 과학팀은 "플루토는 빙하학적, 표면-대기 상호작용뿐만 아니라 영향, 지각학적, 가능한 극저온, 대량 폐기 과정 등 놀랍도록 다양한 지질 지형을 보여준다"고 초기 연구 결과를 요약했습니다.[7]

스푸트니크 플라니티아의 서부 지역에는 스푸트니크 플라니티아의 중심에서 불어오는 바람에 의해 주변 산의 방향으로 형성된 횡단 사구의 들판이 있습니다. 사구 파장은 0.4-1 km 범위이며 크기가 200-300 μm인 메탄 입자로 구성되어 있을 가능성이 높습니다.[111]

  • Multispectral Visual Imaging Camera image of Pluto in enhanced color to bring out differences in surface composition.
    표면 구성의 차이를 끌어내기 위해 강화된 색상의 명왕성의 다중분광 시각 영상 카메라 이미지.
  • Distribution of over 1000 craters of all ages in the northern anti-Charon quadrant of Pluto. The variation in density (with none found in Sputnik Planitia) indicates a long history of varying geological activity. The lack of crater on the left and right of the map is due to low-resolution coverage of those sub-Charon regions.
    명왕성 북쪽 반카론 사분면에 있는 모든 연령대의 분화구 1000개 이상의 분포. (스푸트니크 평면에서 발견된 것은 없음) 밀도의 변화는 다양한 지질 활동의 오랜 역사를 나타냅니다. 지도의 왼쪽과 오른쪽에 분화구가 없는 것은 카론 지역의 낮은 해상도 범위 때문입니다.
  • Geologic map of Sputnik Planitia and surroundings (context), with convection cell margins outlined in black
    스푸트니크평면과 주변(맥락)의 지질도, 대류세포 여백은 검은색으로 윤곽 표시
  • Regions where water ice has been detected (blue regions)
    수빙이 감지된 지역(파란색 지역)

내부구조

"Life on Pluto" 는 여기로 방향을 틀었습니다. 명왕성에서 온 외계인에 관한 소설은 소설 속의 명왕성에서의 삶을 참조하세요.
명왕성[112] 내부 구조 모형
  • 수빙 지각
  • 액체수해
  • 규산염심

명왕성의 밀도는 1.860±0.013 g/cm입니다3.[7] 방사성 원소의 붕괴는 결국 암석이 얼음으로부터 분리될 수 있을 정도로 충분히 가열될 것이기 때문에, 과학자들은 명왕성의 내부 구조가 분화되어 암석 물질이 물 얼음의 맨틀로 둘러싸인 조밀한 핵으로 정착할 것으로 예상합니다. 뉴호라이즌스 이전의 추정치는 중심핵의 지름이 1700 km로 명왕성 지름의 70%에 달합니다.[112] 명왕성은 자기장이 없습니다.[113]

이러한 가열이 계속되어 코어-맨틀 경계에 100~180km 두께의 액체 상태의 물이 지하 바다를 형성할 가능성이 있습니다.[112][114][115] 2016년 9월, 브라운 대학의 과학자들은 스푸트니크 평면을 형성한 것으로 생각되는 충돌을 모의 실험했고, 충돌 후 액체 상태의 물이 아래에서 부풀어 올라 적어도 100km 깊이의 해저 바다가 존재한다는 것을 암시하는 결과일 수 있음을 보여주었습니다.[116] 2020년 6월, 천문학자들은 명왕성이 처음 형성되었을 때 지하 바다를 가졌을 수 있고, 결과적으로 사람이 살 수 있었을 수 있다는 증거를 보고했습니다.[117][118] 2022년 3월, 그들은 명왕성의 봉우리가 실제로 "얼음 화산"의 합병이라고 결론지었고, 이는 이전에 불가능하다고 생각되었던 수준의 신체 열 공급원을 제안했습니다.[119]

질량과 크기

지구와 달에 비해 크기가 큰 명왕성(왼쪽 아래)

명왕성의 지름은 2376.6±3.2 km이고[5] 질량은 (1.303±0.003)×1022 kg으로 달(지구의 0.22%)의 17.7%입니다.[120] 그것의 표면적은 1.774443×107 km2, 또는 러시아나 남극대륙보다 약간 더 큽니다. 이것의 표면 중력은 0.063g입니다 (지구의 경우 1g, 달의 경우 0.17g과 비교됩니다).[3] 이로써 명왕성의 탈출 속도는 시속 4,363.2km/2,711.167마일(지구의 시속 40,270km/25,020마일)이 됩니다.

1978년 명왕성의 위성 카론의 발견은 뉴턴의 케플러 제3법칙 공식을 적용하여 명왕성-카론계의 질량을 결정할 수 있게 해주었습니다. 카론으로 명왕성을 오컬테이션하여 관찰한 결과 과학자들은 명왕성의 지름을 더 정확하게 설정할 수 있었던 반면, 적응광학의 발명은 명왕성의 모양을 더 정확하게 결정할 수 있게 해주었습니다.[121]

달 질량이 0.2 미만인 명왕성은 지구 행성보다 훨씬 덜 무겁고, 또한 일곱 개의 달보다 덜 무겁습니다. 가니메데, 타이탄, 칼리스토, 이오, 달, 유로파, 트리톤. 이 질량은 카론이 발견되기 전까지 생각했던 것보다 훨씬 적습니다.[122]

명왕성은 소행성대에서 가장 큰 천체인 세레스의 지름과 질량의 두 배 이상입니다. 2005년 발견된 넵투니아 횡단 천체인 왜행성 에리스보다는 질량이 덜하지만, 명왕성의 지름은 에리스의 지름 약 2,326km에 비해 2,376.6km로[5] 더 큽니다.[123]

명왕성의 크기를 측정하는 것은 대기와[124] 탄화수소 아지랑이 때문에 복잡합니다.[125] 2014년 3월, Lellouch, de Bergh 등은 플루토니아 직경이 2,360km 이상인 명왕성 대기 중 메탄 혼합 비율에 관한 연구 결과를 발표했으며, "최상의 추측"은 2,368km였습니다.[126] 2015년 7월 13일, NASA의 New Horizons 미션 장거리 정찰 이미저(LORRI)의 이미지는 다른 장비의 데이터와 함께 명왕성의 지름을 2,370 km(1,470 mi)로 결정했고,[123][127] 이후 7월 24일에 2,372 km(1,474 mi)로 수정되었고,[128] 이후 2374±8 km로 수정되었습니다.[7] New Horizons Radio Science Experiment(REX)의 전파잠식 데이터를 사용하여 직경이 2376.6±3.2 km로 확인되었습니다.[5]

명왕성과 카론의 질량은 다른 왜행성(에리스, 하우메아, 메이크, 공공, 콰오아르, 오르쿠스, 세레스)과 얼음 위성 트리톤(해왕성 1세), 티타니아(우라누스 3세), 오베론(우라누스 4세), 레아(토성 5세), 이아페투스(토성 8세)와 비교됩니다. 질량 단위는 10kg입니다21.

대기.

주 기사: 명왕성 대기
뉴호라이즌스호가 비행 후 찍은 실물에 가까운 이미지입니다. 명왕성의 대기에는 수많은 층의 푸른 안개가 떠 있습니다. 사지를 따라 그리고 그 근처에 산과 그 그림자가 보입니다.

명왕성은 질소(N2), 메탄(CH4), 일산화탄소(CO)로 이루어진 미약한 대기를 가지고 있는데, 이들은 명왕성 표면의 얼음과 평형을 이루고 있습니다.[129][130] New Horizons의 측정에 따르면, 표면 압력은 약 1Pa [7](10μbar)로 지구 대기압의 약 백만 배에서 10만 배입니다. 처음에는 명왕성이 태양으로부터 멀어짐에 따라, 명왕성의 대기는 점차 표면 위로 얼어붙어야 한다고 생각했습니다. 뉴호라이즌스 데이터와 지상의 오컬테이션에 대한 연구는 명왕성의 대기 밀도가 증가하고, 명왕성의 궤도 전체에 가스 상태로 남아있을 가능성이 있다는 것을 보여줍니다.[131][132] 뉴호라이즌스 관측 결과 질소의 대기 탈출이 예상보다 1만 배나 적은 것으로 나타났습니다.[132] 앨런 스턴은 명왕성의 표면 온도가 조금만 증가해도 명왕성의 대기 밀도가 18hPa에서 280hPa(화성의 3배에서 지구의 4분의 1)까지 기하급수적으로 증가할 수 있다고 주장했습니다. 이러한 밀도에서 질소는 액체처럼 표면을 가로질러 흐를 수 있습니다.[132] 땀이 피부에서 증발하면서 몸을 식히는 것처럼 명왕성 대기의 승화는 표면을 식혀줍니다.[133] 명왕성은 대류권이 없거나 거의 없습니다. 뉴호라이즌스의 관측에 따르면 대류권 경계층이 얇은 것으로 추정됩니다. 측정 장소에서의 두께는 4 km, 온도는 37±3 K였습니다. 레이어가 연속적이지 않습니다.[134]

2019년 7월 명왕성의 오컬트레이션에 따르면 대기압은 예상과 달리 2016년 이후 20% 하락했습니다.[135] 2021년 남서연구소 천문학자들은 2018년 오컬테이션 데이터를 이용해 이 결과를 확인했는데, 이 데이터는 명왕성 원반 뒤에서 빛이 덜 서서히 나타나 대기가 얇아지고 있음을 나타냅니다.[136]

뉴호라이즌스의 관측 결과 명왕성의 상층부 대기는 예상보다 훨씬 추운 것으로 밝혀졌지만,[137] 명왕성의 대기 중 강력한 온실가스인 메탄의 존재는 대기의 평균 온도가 표면보다 수십 도 더 높은 온도와 함께 온도 역전을 일으킵니다.[132] 명왕성의 대기는 최대 150km 높이까지 약 20개의 규칙적인 간격의 연무층으로 나뉘는데,[7] 이는 명왕성의 산들을 통과하는 공기 흐름에 의해 생성된 압력파의 결과로 추정됩니다.[132]

위성

주 기사: 명왕성의 위성
명왕성이 자신의 바깥 한 점을 공전하고 있음을 보여주는 명왕성-카론 계의 비스듬한 모습. 두 본체는 서로 조밀하게 잠겨 있습니다.
명왕성의 알려진 다섯 개의 위성 규모

명왕성에는 다섯 개의 알려진 천연 위성이 있습니다. 명왕성에서 가장 가까운 곳은 카론입니다. 카론은 1978년 천문학자 제임스 크리스티에 의해 처음 확인된 명왕성의 유일한 위성입니다. 카론의 질량은 명왕성-카론계의 무게중심이 명왕성 바깥에 있게 하기에 충분합니다. 카론 너머에는 훨씬 더 작은 4개의 반지름 위성이 있습니다. 명왕성으로부터의 거리는 스틱스, 닉스, 케르베로스, 히드라 순입니다. 닉스와 히드라는 2005년에,[138] 케르베로스는 2011년에,[139] 스틱스는 2012년에 발견되었습니다.[140] 위성들의 궤도는 원형(이심도 < 0.006)이고 명왕성 적도와 공면(경사도 < 1°)[141][142]이므로 명왕성 궤도에 대해 약 120° 기울어져 있습니다. 플루토니아 시스템은 매우 조밀합니다: 알려진 5개의 위성은 진행 궤도가 안정적인 영역의 안쪽 3% 내에서 궤도를 돕니다.[143]

모든 명왕성의 위성들의 궤도 주기는 궤도 공명과 근거리 공명의 체계로 연결되어 있습니다.[142][144] 세차운동을 설명하면 스틱스, 닉스, 히드라의 궤도 주기는 정확히 18:22:33 비율입니다.[142] 스틱스, 닉스, 케르베로스, 히드라의 시기와 카론의 시기 사이에는 대략적인 비율인 3:4:5:6의 순서가 있습니다. 이 비율은 달들이 더 멀리 있을수록 정확한 것에 가까워집니다.[142][145]

명왕성-카론 계는 태양계에서 중심이 주성 밖에 있는 몇 안 되는 계 중 하나입니다. 파트로클로스-메노에티우스 계는 더 작은 예이고, 태양-주피터 계는 더 큰 유일한 예입니다.[146] 카론과 명왕성의 크기가 비슷하기 때문에 일부 천문학자들은 이 행성을 이중 왜소행성이라고 부르도록 만들었습니다.[147] 이 시스템은 또한 서로 조석에 의해 서로 맞물려 있다는 점에서 행성계 중에서도 특이합니다. 이는 명왕성과 카론이 항상 같은 반구를 마주보고 있다는 것을 의미합니다. 이는 오직 한 개의 다른 알려진 시스템인 에리스와 디스노미아만이 공유하는 속성입니다.[148] 어느 한 몸의 어느 위치에서 보더라도, 다른 한 몸은 항상 하늘의 같은 위치에 있거나, 항상 가려져 있습니다.[149] 이것은 또한 각각의 회전 주기가 전체 시스템이 무게 중심을 중심으로 회전하는 데 걸리는 시간과 같다는 것을 의미합니다.[93]

2007년 제미니 천문대가 카론 표면에 암모니아 수화물과 물 결정의 패치를 관측한 결과 활성 극저온 간헐천이 존재하는 것으로 나타났습니다.[150]

명왕성의 위성은 태양계 역사 초기에 명왕성과 비슷한 크기의 천체가 충돌하여 형성된 것으로 추정됩니다. 그 충돌은 명왕성 주변의 위성들로 통합되는 물질을 방출했습니다.[151]

준위성

2012년에는 Arawn이 명왕성의 준위성일 수 있다는 계산이 있었는데, 이는 특정한 형태의 공궤도 구성입니다.[152] 계산에 따르면, 그 물체는 매 200만년 주기 중 약 35만년 동안 명왕성의 준위성이 될 것입니다.[152][153] 2015년 뉴호라이즌스 우주선이 측정한 결과 애런의 궤도를 보다 정확하게 계산할 수 있게 되었고,[154] 이전의 궤도를 확인했습니다.[155] 그러나 아론의 궤도는 주로 해왕성에 의해 지배되고 있으며, 가끔 명왕성의 섭동만 있기 때문에 궤도 역학을 근거로 하여 명왕성의 준위성으로 분류해야 하는지에 대해서는 천문학자들 사이에서 합의가 이루어지지 않고 있습니다.[156][154][155]

원산지

자세한 정보: 카이퍼 벨트와 나이스 모델
네 개의 거대 행성을 배경으로 한 카이퍼 벨트 알려진 물체들의 그림

명왕성의 기원과 정체는 오랫동안 천문학자들을 혼란스럽게 했습니다. 초기 가설 중 하나는 명왕성이 해왕성의 가장 큰 위성 트리톤에 의해 궤도를 이탈한 해왕성의[157] 탈출한 달이라는 것입니다. 이 아이디어는 명왕성이 자신의 궤도에서 해왕성에 접근하는 일이 없기 때문에 역학 연구들이 불가능하다는 것을 보여준 후 결국 거부되었습니다.[158]

태양계에서 명왕성의 진면목은 1992년에야 드러나기 시작했는데, 천문학자들이 해왕성 너머에서 궤도뿐만 아니라 크기와 구성에서도 명왕성과 비슷한 작은 얼음 물체들을 발견하기 시작했습니다. 이 넵투니아 횡단 인구는 많은 단주기 혜성의 근원으로 여겨지고 있습니다. 명왕성은 태양으로부터 30에서 50 AU 사이에 위치한 물체들의 안정적인 띠인 카이퍼 띠의 가장 큰 구성원입니다.[n] 2011년 현재, 카이퍼 벨트의 규모 21에 대한 조사는 거의 완료되었으며, 남아있는 명왕성 크기의 물체는 태양으로부터 100 AU 이상일 것으로 예상됩니다.[159] 다른 카이퍼 벨트 물체들처럼, 명왕성은 혜성과 특징을 공유합니다. 예를 들어, 태양풍이 명왕성의 표면을 우주로 서서히 날려 보내고 있습니다.[160] 명왕성을 지구만큼 태양에 가까이 두면 혜성처럼 꼬리가 생긴다는 주장이 제기됐습니다.[161] 이 주장은 명왕성의 탈출 속도가 너무 높아 이런 일이 일어나지 않는다는 주장으로 논란이 되고 있습니다.[162] 명왕성은 수많은 혜성과 카이퍼대 천체들이 뭉쳐 형성됐을 가능성이 있다는 주장이 제기됐습니다.[163][164]

명왕성은 발견된 카이퍼대 천체 중 가장 큰 [125]것이지만, 명왕성보다 큰 해왕성의 위성 트리톤은 지질학적으로나 대기학적으로 이와 유사해 포획된 카이퍼대 천체로 추정됩니다.[165] 에리스는 명왕성과 거의 비슷한 크기이지만(더 거대하긴 하지만) 카이퍼 벨트의 일원으로 엄격하게 간주되지는 않습니다. 오히려 산개된 디스크라고 불리는 연결된 모집단의 일원으로 간주됩니다.[166]

명왕성처럼 많은 카이퍼대 천체들은 해왕성과 2:3 궤도 공명을 하고 있습니다. 이 궤도 공명을 가진 KBO는 명왕성의 이름을 따서 "플루티노스"라고 불립니다.[167]

카이퍼 벨트의 다른 구성원들과 마찬가지로 명왕성은 태양 주위의 원시 행성계 원반에서 완전한 행성으로 합쳐지지 못한 부분인 잔류 행성으로 여겨지고 있습니다. 대부분의 천문학자들은 명왕성이 태양계 형성 초기에 해왕성에 의해 일어난 갑작스러운 이동으로 인해 그 위치가 결정되었다고 동의합니다. 해왕성은 바깥쪽으로 이동하면서 카이퍼 원대에 있는 물체들에 접근하여 하나는 자신의 주위 궤도에 설정하고(트리톤), 다른 하나는 공명에 가두고 다른 하나는 혼란스러운 궤도에 빠뜨렸습니다. 카이퍼 벨트와 겹치는 동적으로 불안정한 영역인 산란된 원반에 있는 물체들은 해왕성의 이동 공명과의 상호작용에 의해 그들의 위치에 놓여진 것으로 생각됩니다.[168] 2004년 니스 코트다쥐르 천문대의 알레산드로 모르비델리가 만든 컴퓨터 모델에 따르면 해왕성이 카이퍼대로 이동하는 것은 목성과 토성 사이에 1:2 공명이 형성됨으로써 촉발되었을 수 있습니다. 그것은 천왕성과 해왕성을 둘 다 더 높은 궤도로 밀어 넣었고, 그것들이 위치를 바꾸게 만들었고, 결국 해왕성과 태양 사이의 거리를 두 배로 늘렸습니다. 또한 카이퍼 대에서 물체들의 결과적인 추방은 태양계가 형성된 지 6억 년 후 후기 대폭격과 목성 트로이 목마의 기원을 설명할 수 있습니다.[169] 명왕성은 해왕성의 이동으로 인해 태양으로부터 약 33 AU 떨어진 원궤도를 가지고 있을 가능성이 있습니다.[170] 니스 모형은 트리톤과 에리스를 포함한 원래 행성의 최소 원반에 명왕성 크기의 천체가 천 개 정도 있었을 것을 요구합니다.[169]

관측 및 탐사

관찰

2002~2003년 허블 우주망원경 관측을 바탕으로 컴퓨터로 제작한 명왕성 회전 영상

명왕성은 지구와의 거리가 멀기 때문에 심도 있는 연구와 탐사가 어렵습니다. 명왕성의 겉보기 등급은 평균 15.1로 근일점에서 13.65로 밝습니다.[3] 그것을 보려면 망원경이 필요합니다. 30cm(12인치) 정도의 구경이 바람직합니다.[171] 이 별은 큰 망원경에서도 별처럼 보이며, 각지름이 최대 0.11"[3]이기 [172]때문에 눈에 보이는 원반이 없습니다.

1980년대 후반에 만들어진 명왕성의 초기 지도는 가장 큰 위성 카론이 일식을 가까이 관찰하여 만든 밝기 지도였습니다. 일식 동안 명왕성-카론 계의 총 평균 밝기 변화에 대한 관측이 이루어졌습니다. 예를 들어, 명왕성에서 밝은 점을 가려내는 것은 어두운 점을 가려내는 것보다 더 큰 총 밝기 변화를 만듭니다. 이러한 많은 관측치를 컴퓨터로 처리하여 밝기 지도를 만들 수 있습니다. 이 방법은 시간에 따른 밝기 변화도 추적할 수 있습니다.[173][174]

더 나은 지도는 더 높은 해상도를 제공하는 허블 우주 망원경(HST)에 의해 촬영된 이미지에서 만들어졌으며 훨씬 더 상세하게 [101]보여주었으며 극지방과 큰 밝기 지점을 포함하여 수백 킬로미터에 걸친 변화를 해결했습니다.[103] 이 지도들은 허블 이미지의 몇 개의 픽셀에 가장 적합한 투영 지도를 찾는 복잡한 컴퓨터 처리에 의해 만들어졌습니다.[175] 2015년 7월 뉴호라이즌스호가 근접하기 전까지 명왕성의 가장 상세한 지도로 남아 있었는데, 이는 HST에 사용된 두 대의 카메라가 더 이상 사용되지 않았기 때문입니다.[175]

탐험

주요 기사: 명왕성 탐사와 뉴호라이즌스
뉴호라이즌스호에 의해 서로의 궤도를 도는 명왕성과 카론
뉴호라이즌스가 명왕성에 가장 가까이 접근한 지 15분 만에 촬영한 명왕성의 얼음산과 평평한 얼음 평원 전경. 명왕성의 대기에 있는 뚜렷한 연무층은 태양에 의해 백라이트를 받는 것을 볼 수 있습니다.

2015년 7월 명왕성을 비행한 뉴호라이즌스 우주선은 명왕성을 직접 탐사하는 최초이자 지금까지 유일한 시도입니다. 2006년에 발사된 이 위성은 2006년 9월 말 장거리 정찰 이미저를 시험하는 동안 명왕성의 첫 번째 (원거리) 이미지를 포착했습니다.[176] 약 42억 킬로미터의 거리에서 촬영된 이 사진들은 명왕성과 다른 카이퍼 벨트 물체들을 향해 이동하는 데 중요한 멀리 있는 목표물들을 추적하는 우주선의 능력을 확인시켜 주었습니다. 2007년 초 이 우주선은 목성의 중력 보조 장치를 사용했습니다.

뉴호라이즌스호는 2015년 7월 14일 3,462일간의 태양계 횡단 여행 끝에 명왕성에 가장 가까이 접근했습니다. 명왕성에 대한 과학적 관측은 가장 가까이 접근하기 5개월 전부터 시작되었고, 접촉 후 최소 한 달 동안 계속되었습니다. 관측은 분광학 및 기타 실험뿐만 아니라 영상 장비와 방사선 과학 조사 도구가 포함된 원격 감지 패키지를 사용하여 수행되었습니다. 뉴호라이즌스호의 과학적 목표는 명왕성과 달 카론의 세계 지질학과 형태를 특징짓고 표면 구성을 지도화하며 명왕성의 중립 대기와 탈출 속도를 분석하는 것이었습니다. 2016년 10월 25일 오후 5시 48분, 뉴호라이즌스는 명왕성과의 근접 조우를 통해 마지막 한 비트의 데이터(총 500억 비트의 데이터, 즉 6.25 기가바이트)를 수신했습니다.[177][178][179][180]

뉴호라이즌스호가 날아간 이후, 과학자들은 새로운 과학 목표를 달성하기 위해 명왕성으로 돌아오는 궤도선 임무를 지지해 왔습니다.[181][182][183] 여기에는 픽셀당 9.1m(30피트)의 표면 지도 작성, 명왕성의 더 작은 위성 관측, 명왕성이 축으로 회전하면서 어떻게 변하는지 관찰, 가능한 지하 해양 조사, 축방향 기울기로 인해 장기간 어둠에 휩싸인 명왕성 지역의 지형 지도 작성 등이 포함됩니다. 마지막 목표는 레이저 펄스를 사용하여 명왕성의 완전한 지형도를 생성하는 것입니다. 뉴호라이즌스의 앨런 스턴 수석 연구원은 2030년경(명왕성 발견 100주년)에 발사되어 카론의 중력을 이용하여 명왕성 시스템에 도착한 후 과학적 목적을 달성하기 위해 필요에 따라 궤도를 조정할 수 있는 카시니 방식의 궤도선을 제안했습니다.[184] 그리고 나서 궤도선은 카론의 중력을 이용하여 명왕성 과학의 목표가 모두 완성된 후 명왕성 시스템을 떠나 더 많은 KBO를 연구할 수 있습니다. NASA Innovative Advanced Concepts(NIAC) 프로그램의 자금 지원을 받은 개념적 연구는 Princeton 현장 역전 구성 원자로를 기반으로 핵융합이 가능한 명왕성 궤도선과 착륙선에 대해 설명합니다.[185][186]

뉴호라이즌스호는 명왕성의 모든 북반구와 적도 지역을 남위 약 30도까지 촬영했습니다. 더 높은 남위는 아주 낮은 해상도로 지구에서만 관측되었습니다.[187] 1996년 허블 우주 망원경의 이미지는 명왕성의 85%를 덮고 있으며 남쪽 약 75°까지 큰 알베도 특징을 보여줍니다.[188][189] 이것은 온대 황반의 정도를 보여주기에 충분합니다. 이후의 영상들은 Hubble 기기의 약간의 개선으로 인해 해상도가 약간 더 좋아졌습니다.[190] 뉴호라이즌스호가 반카론 반구에 가장 가까이 접근했기 때문에 명왕성의 카론 반구 적도 지역은 낮은 해상도에서만 촬영되었습니다.[191]

카론샤인(카론에서 반사되는 빛)을 사용하여 뉴호라이즌스는 높은 남위도의 알베도 변화를 감지할 수 있었습니다. 남극 지역은 북극 지역보다 어두운 것 같지만, 남반구에는 지역적인 질소나 메탄 얼음 퇴적물일 수 있는 고알베도 지역이 있습니다.[192]

참고 항목

메모들

  1. ^ 이 사진은 2015년 7월 14일 뉴호라이즌스호에 탑승한 랄프 망원경에 의해 35,445 km (22,025 mi) 거리에서 촬영되었습니다. 이미지에서 가장 두드러진 특징인 톰보 레지오와 스푸트니크 플라니티아의 밝고 젊은 평원을 오른쪽에서 볼 수 있습니다. 그것은 왼쪽 하단의 크툴루 마쿨라의 더 어둡고 더 구멍이 많은 지형과 대조됩니다. 이 이미지는 명왕성의 축이 119.591° 기울어져 있기 때문에 남반구가 거의 보이지 않습니다. 적도는 크툴루 마쿨라와 스푸트니크 평면의 남쪽 부분을 통과합니다.
  2. ^ 여기서 평균 요소는 IMCCE(Institut de mécanique célesteet de calculse deséphémérides)의 외부 행성 이론(TOP2013) 솔루션에서 가져온 것입니다. 이들은 표준 분점 J2000, 태양계의 무게 중심, 그리고 획기적인 J2000을 언급합니다.
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  7. ^ 팩트시트에서 지구와 명왕성 반경의 최소 및 최대 거리의 기하학적 구조를 기반으로 합니다.
  8. ^ 1919년 프랑스의 한 천문학자가 X행성에 '플루토'라는 이름을 제안했지만, 로웰 직원이 이 사실을 알고 있었다는 흔적은 없습니다.[27]
  9. ^ 예를 들어, ⟨♇⟩(유니코드: U+2647 ♇ 명왕성)은 2006년 IAU 정의 이전에 작성된 2004년 기사에서 기호로 식별된 행성의 표에서 발생하지만, 2016년의 행성, 왜행성 및 달의 그래프에서는 발생하지 않으며, 여기서는 8개의 IAU 행성만 기호로 식별됩니다. (일반적으로 행성 기호는 천문학에서 흔하지 않습니다. IAU에 의해 좌절됩니다.)[33]
  10. ^ 쌍체 기호(U+2BD3 ⯓ 명왕성 FORM TWO)는 IAU가 왜소행성에 대한 결정을 내린 이후에도 천문학적으로 일부 사용되고 있습니다. 예를 들어 2015년 NASA/JPL 던 미션에서 발표된 5개의 왜소행성 각각이 기호를 받는 것입니다. There are in addition several other symbols for Pluto found in astrological sources,[36] including three accepted by Unicode: ⯔, U+2BD4 ⯔ PLUTO FORM THREE, used principally in southern Europe; ⯖/⯖, U+2BD6 ⯖ PLUTO FORM FIVE (found in various orientations, showing Pluto's orbit cutting across that of Neptune), used principally in northern Europe; and ⯕, U+2BD5 ⯕ 명왕성 Form Four, Uranian 점성술에서 사용됩니다.
  11. ^ 소말리아어 Buluuto나 Navajo Tłototoo와 같이 음운이 그리스어와 크게 다른 언어에서는 동등성이 덜합니다.
  12. ^ 1978년 카론의 발견으로 천문학자들은 플루토니아 계의 질량을 정확하게 계산할 수 있었습니다. 그러나 2005년 말 명왕성의 다른 위성들이 발견된 이후에야 추정할 수 있었던 두 물체의 각각의 질량을 나타내는 것은 아니었습니다. 따라서 1989년 명왕성이 근일점에 도달했기 때문에 대부분의 명왕성 근일점 추정치는 명왕성-카론 중심점을 기준으로 합니다. 카론은 1989년 9월 4일 근일점에 왔습니다. 명왕성-카론 중입자 중심은 1989년 9월 5일 근일점에 도달했습니다. 명왕성은 1989년 9월 8일에 근일점에 이르렀습니다.
  13. ^ 명왕성 궤도의 이심률 때문에, 일부 사람들은 명왕성이 한때 해왕성의 위성이었다고 이론을 세웠습니다.[90]
  14. ^ 왜소행성 에리스는 명왕성과 거의 비슷한 크기로, 약 2330 km입니다. 에리스는 명왕성보다 28% 더 무겁습니다. 에리스는 종종 명왕성과 같은 카이퍼 벨트 물체와 별개의 집단으로 간주되는 산란성 물체입니다. 명왕성은 카이퍼 벨트에서 산란성 물체를 제외한 가장 큰 물체입니다.

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