명왕성(Pluto)

명왕성(Pluto)

명왕성(134340 Pluto)은 카이퍼대에 있는 소행성으로 해왕성 궤도를 넘어선 천체의 고리다. 이것은 태양을 직접 도는 아홉 번째로 크고 열 번째로 큰 알려진 물체입니다. 그것은 부피별로 보면 가장 큰 넵튠 횡단 물체로, 근소한 차이이지만 엘리스보다 약간 질량이 작습니다. 다른 카이퍼 벨트 천체와 마찬가지로 명왕성은 주로 얼음과 바위로 이루어져 있으며 내행성보다 훨씬 작습니다. 명왕성의 질량은 지구 달의 6분의 1, 부피는 3분의 1입니다.명왕성은 태양에서 30~49개 천문단위(45억73억km, 28억46억마일) 범위에서 다소 편심하고 경사진 궤도를 갖고 있습니다. 태양으로부터의 빛이 명왕성에 도달하는 데 39.5AU(59억1000만 km, 36억7000만 mi)의 궤도거리로 5.5시간이 걸립니다. 명왕성의 편심 궤도는 주기적으로 해왕성보다 태양에 접근하지만 안정된 궤도 공명이 충돌을 방지합니다.명왕성에는 5개의 알려진 위성이 있습니다: 지름이 명왕성의 딱 절반 이상인 가장 큰 샤론, 스틱스, 닉스, 켈베로스 그리고 히드라입니다. 명왕성과 카론은 궤도의 무게중심이 어느 몸속에도 없고 조석에 의해 잠겨 있기 때문에 때때로 이진 시스템으로 간주됩니다. 뉴호라이즌스 미션은 명왕성과 그 위성을 방문한 최초의 우주선으로, 2015년 7월 14일 비행하여 상세한 측정과 관측을 실시했습니다.명왕성은 1930년에 발견되어 카이퍼 벨트에서 최초의 천체가 되었습니다. 곧 9번째 행성으로 환영받았지만, 항상 기묘한 물체였습니다.그리고 행성의 상태는 예상보다 훨씬 작은 것으로 판명되었을 때 의문시되었습니다. 이러한 의문은 1990년대에 시작된 카이퍼 벨트, 특히 2005년의 더 큰 산란 디스크 객체 Eris에서 발견된 후 증가했습니다. 2006년 국제천문학연합(IAU)은 명왕성과 같은 왜소행성을 제외하기 위해 행성이라는 용어를 정식으로 재정의했습니다. 그러나 많은 행성 천문학자들은 명왕성이나 다른 왜소행성을 행성으로 간주하고 있습니다.

명왕성의 발견

명왕성의 발견은 1840년대 Urbain Le Verrier는 천왕성 궤도의 섭동을 분석한 후 뉴턴 역학을 이용해 당시 발견되지 않았던 행성 Neptune의 위치를 예측했습니다. 그 후인 19세기 후반의 해왕성 관측으로 천문학자들은 천왕성의 궤도가 해왕성 이외의 행성에 의해 방해받고 있다고 추측하게 되었습니다.1906년 애리조나주 플래그스태프에 로웰 천문대를 설립한 부유한 보스턴인 퍼시벌 로웰은 '행성 X'라고 불리는 9번째 행성을 찾기 위해 대규모 프로젝트를 시작했습니다.1909년까지 로웰과 윌리엄 H. 피커링은 이러한 행성을 위해 몇 가지 천체 좌표를 제안했습니다.로웰과 그의 천문대는 1916년 사망할 때까지 엘리자베스 윌리엄스에 의한 수학적 계산을 사용하여 탐색을 실시했지만 소용이 없었습니다. 로웰에게 알려지지 않은 그의 조사는 1915년 3월 19일과 4월 7일에 명왕성의 두 개의 희미한 이미지를 캡처했지만, 그것들은 그것이 무엇인지 인식하지 못했습니다. 기타 14개의 알려진 사전 발견 관측이 있으며 1909년 8월 20일에 Yerkes 천문대에 의해 가장 먼저 관측되었습니다.퍼시벌의 미망인 콘스탄스 로웰은 남편의 유산을 놓고 로웰 천문대와 10년간의 법정 투쟁에 돌입했고 행성 X 수색은 1929년까지 재개되지 않았습니다. 천문대 디렉터인 베스트 멜빈 슬리퍼는 행성 X를 찾는 일을 23살 클라이드 톰보에게 주었습니다.클라이드 톰보는 슬리퍼가 천문학적인 도면 샘플에 감명을 받은 후 막 천문대에 도착한 참이었습니다.Tombaugh의 임무는 밤하늘을 한 쌍의 사진으로 체계적으로 이미지화하고 각각의 쌍을 조사하여 위치가 어긋난 물체가 있는지 판단하는 것이었습니다. 깜빡임 비교기를 사용하여 그는 사진 사이에서 위치나 외형이 바뀐 물체가 움직이는 것 같은 착각을 일으키기 위해 각 플레이트의 뷰 사이를 빠르게 앞뒤로 이동했습니다. 1930년 2월 18일, 거의 1년간의 수색 후, 톰보는 1월 23일과 29일에 촬영된 사진판에서 이동 가능한 물체를 발견했습니다. 1월 21일에 촬영된 저품질 사진이 그 움직임을 확인하는 데 도움이 되었습니다.천문대는 추가 확인 사진을 입수한 후 1930년 3월 13일 하버드 대학 천문대에 발견 소식을 전보로 전했습니다. 명왕성의 1년은 지구의 247.94년에 해당하기 때문에 명왕성은 2178년 발견된 이후 첫 궤도를 완성합니다. 명왕성의 분류는 1992년 이후 많은 천체가 명왕성과 같은 부피로 공전하고 있는 것이 발견되었고 명왕성은 카이퍼 벨트라고 불리는 물체의 일부로 밝혀졌습니다. 이로 인해 명왕성은 주위 인구와 함께 고려되어야 하는지, 아니면 따로 고려되어야 하는지에 대해 많은 의문이 제기되어 행성으로서의 공식적인 지위를 물의를 빚었습니다. 박물관이나 플라네타리움 관장들은 태양계 행성 모델에서 명왕성을 생략함으로써 때로는 논쟁을 일으켰습니다. 2000년 2월 뉴욕시의 헤이든 플라네타리움은 불과 8개의 행성으로 이루어진 태양계 모델을 전시하여 거의 1년 후에 화제가 되었습니다. 셀레스,팔라스, 주노, 베스타는 다른 많은 소행성이 발견된 후 행성의 지위를 잃었습니다. 마찬가지로 명왕성에 점점 가까운 크기의 물체가 카이퍼 벨트 지역에서 발견되었습니다. 2005년 7월 29일 Caltech 천문학자들은 새로운 넵튠 횡단 천체 Eris를 발견했다고 발표했습니다.이것은 명왕성보다 상당히 거대하며, 1846년 트리톤 이래 태양계에서 발견된 가장 거대한 천체입니다. 발견자나 언론은 당초 행성을 제10행성이라고 불렀지만 당시에는 행성이라고 불러야 하는지에 대한 공식적인 합의는 없었습니다.천문학계의 다른 사람들은 명왕성을 소행성으로 재분류하기 위한 가장 강력한 논거로 간주했습니다.

명왕성의 구조

명왕성 표면의 평야는 98% 이상의 질소 얼음으로 이루어져 있으며 메탄과 일산화탄소 흔적이 있습니다.질소와 일산화탄소는 명왕성의 대카론면(톤보 레지오의 서쪽 잎인 스푸트니크 플래니치아가 위치한 경도 약 180도)에 가장 많이 들어 있는 반면 메탄은 동쪽 300도 부근에 가장 많습니다.산들은 얼음으로 덮여 있습니다.명왕성의 표면은 매우 다양하며 밝기와 색상 모두 큰 차이가 있습니다.명왕성은 태양계에서 가장 대조적인 천체 중 하나로 토성의 달 Iapetus만큼 대조적입니다. 색상은 차콜 블랙부터 다크 오렌지, 화이트까지 다양합니다.명왕성의 색깔은 Io와 매우 비슷하며 화성보다 주황색이 약간 많고 빨간색도 현저히 적습니다. 주목할 만한 지리적 특징으로는 Tombaugh Regio 또는 "Heart"(차론 반대편에 있는 큰 밝은 영역), Cthulhu Macula, 또는 "Whale"(후반구에 있는 큰 어두운 영역) 및 "Brass Nuckles"(전반구에 있는 일련의 적도 암부)를 들 수 있습니다. Sputnik Planitia는 '하트'의 서쪽 잎으로 폭 1000km의 냉동 질소와 일산화탄소 얼음 덩어리로 다각형 세포로 나뉘어져 있습니다, 이들은 수빙 지각의 부유 블록과 승화 피트를 그 가장자리로 운반하는 대류 세포로 해석되며 분지 안팎에는 분명한 빙하 흐름 징후가 보입니다. 뉴호라이즌스로 보이는 크레이터는 없으며, 그 표면이 1000만 년 미만임을 보여줍니다.최근 연구에 따르면 표면의 나이는 180000+90000-40만년. New Horizons 과학팀은 Pluto는 빙하학적 및 표면-대기 간 상호작용에 의한 것일 뿐만 아니라 충격, 구조학적, 가능성이 있는 클리오볼카닉 및 대량파괴 과정을 포함한 놀라울 정도로 다양한 지질 지형을 보여줍니다.스푸트니크 플라니티아 서부에는 스푸트니크 플래니티아 중심에서 주위 산들을 향해 부는 바람에 의해 형성된 횡단 사구가 있습니다. 사구 파장은 0.4~1km 범위에 있으며 200~300㎛의 메탄 입자로 구성되어 있을 가능성이 높습니다. 명왕성의 밀도는 약1.860g/cm3다. 방사성 원소의 붕괴는 궁극적으로 암석이 분리되기에 충분한 얼음을 가열하기 때문에 과학자들은 명왕성의 내부 구조가 분화되고 암석 물질이 수빙 맨틀로 둘러싸인 밀도 높은 핵으로 정착했을 것으로 기대하고 있습니다. 뉴호라이즌스 이전 추정 코어 직경은 1700km로 명왕성 직경의 70%입니다.명왕성에는 자기장이 없습니다.이런 가열이 오늘도 계속되면서 코어맨틀 경계에 100~180km 두께의 액체수 지하해를 형성할 가능성이 있습니다.2016년 9월 브라운 대학교 과학자들은 스푸트니크 플래니티어를 형성한 것으로 보이는 충격을 시뮬레이션하여 충돌 후 액체 물이 아래에서 솟아오른 결과일 수 있음을 보여주며 적어도 깊이 100km의 해저 바다가 존재함을 시사했습니다.2020년 6월 천문학자들은 명왕성이 처음 형성되었을 때 지하해를 가지고 있었을 가능성이 있으며 결과적으로 거주 가능했을 수도 있다는 증거를 보고했습니다.2022년 3월 명왕성의 피크는 실제로는 '얼음 화산'의 합병으로 결론이 나 이전에는 불가능하다고 여겨졌던 수준의 열원을 시사하고 있습니다. 명왕성은 질소(N2), 메탄(CH4), 일산화탄소(CO)로 구성된 미약한 대기를 가지고 있으며 명왕성 표면의 얼음과 평형 상태에 있습니다.뉴호라이즌스의 측정에 따르면 표면 압력은 약 1Pa(10microbar)로 지구 대기압보다 약 100만~100,000배 낮습니다. 당초 명왕성이 태양으로부터 멀어짐에 따라 그 대기는 서서히 지표로 동결되어야 한다고 생각되었습니다.뉴호라이즌스 데이터와 지상 기반 오컬트 연구에서는 명왕성의 대기 밀도가 상승하여 명왕성 궤도 전체에서 가스 상태로 유지되고 있을 가능성이 높은 것으로 나타났습니다.뉴호라이즌스의 관측에 따르면 질소의 대기 유출량은 예상보다 1만 배 적은 것으로 나타났습니다.앨런 스턴은 명왕성의 표면 온도가 약간 상승해도 명왕성의 대기 밀도가 18hPa에서 280hPa(화성의 3배에서 지구의 4분의 1)까지 지수 함수적으로 증가 할 수 있다고 주장합니다. 이러한 밀도에서 질소는 액체로서 표면을 흐를 가능성이 있습니다. 땀이 피부에서 증발하여 몸을 식히듯이 명왕성의 대기 승화는 표면을 식힙니다.명왕성에는 대류권이 없거나 거의 없지만 뉴호라이즌스 관측에 따르면 대류권 경계층은 얇음을 시사하고 있습니다.측정 장소의 두께는 4km, 온도는 약 37K다. 레이어는 연속되지 않습니다. 2019년 7월 명왕성에 의한 오컬트화로 대기압은 2016년 이후 20% 감소한 것으로 판명되었습니다. 2021년 남서연구소 천문학자들은 2018년 오컬트화 데이터를 이용해 결과를 확인했는데, 이는 명왕성 원반 뒤에서 빛이 서서히 나타나지 않고 있음을 보여주며 희박한 분위기를 보였습니다. 명왕성의 대기 중에 강력한 온실가스인 메탄이 존재함으로써 온도 반전이 발생하고 대기의 평균 온도는 표면보다 수십도 따뜻해집니다. 그러나 뉴호라이즌스 관측에 따르면 명왕성의 상층 대기는 예상보다 훨씬 차갑습니다(약 100K와는 대조적으로 70K).명왕성의 대기는 최대 150km 높이에서 규칙적으로 간격을 두고 약 20개의 층으로 나뉘어져 있습니다.