왜행성

사진은 왜행성 후보까지 포함되어 있음.

해왕성 바깥 천체 중 가장 큰 8개의 천체들로 왜행성 후보 천체들도 포함되어 있으며 왼쪽 위부터 각각 명왕성, 에리스, 마케마케, 하우메아이고, 아래쪽에는 세드나, 공공, 콰오아, 오르쿠스이다. 제일 아래는 크기 비교를 위한 달과 지구가 있다.

Dwarf Planet / 矮行星 (난쟁이 행성)

1. 개요

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'일반 행성'보다 상대적으로 왜소한 행성을 말한다. '왜소(矮小)하다'의 왜(矮)와 행성을 더해서 왜행성, 혹은 왜소를 그대로 붙여서 왜소 행성으로도 부른다.
특이한 점은 명왕성이 퇴출되면서 이에 따른 반발을 무마할 목적으로 도입된 개념이기 때문에, 본래 이들은 모두 소행성체의 일종이었다는 점이다. 실제로 천문학계에서 이들은 모두 MPC 분류 번호를 받았다. 따라서 왜행성은 소행성체의 하위 카테고리로 볼 수 있다.[1]
아래는 2006년 8월 24일 국제천문연맹(IAU)에서 처음 도입한 행성의 기준으로, 3가지 기준 모두를 충족해야 행성으로 인정한다.

1. 태양을 중심으로 한 공전 궤도를 갖는다.[2][3]
2. 구형의 모습을 가질 수 있을 정도의 중력과 질량을 가져야 한다.
3. (궤도) 주변의 다른 천체들에게 일정한 지배(영향)력을 행사할 수 있어야 한다.

행성과 왜행성이 갈리는 기준 중에서도 '''3번 조건'''이 가장 까다롭다. 명왕성이 행성에서 퇴출되어 왜행성으로 분류된 것도 3번 조건을 충족시키지 못했기 때문이다. 천체 간에 작용하는 힘이라는 게 (라이스너-노스트롬 블랙홀 같은 무지막지한 예외를 제외하면) 끌어당기는 중력밖에 없는데 어떻게 궤도 주변의 다른 천체를 '''밀어내나''' 의문이 들 수 있지만, 질량이 충분히 크면 운동량 보존의 법칙에 의해 그 자신은 원래 궤도에 그대로 머무르면서도 궤도에 접근한 천체를 자동 스윙바이로 끌어내버릴 수가 있다.[4][5]
즉, 행성으로 분류가 가능한 크기지만, 행성으로 쳐주기에는 애매모호한 천체들을 위한 '''2군''' 벤치인 셈.
단, 크기와 질량의 한계는 명시하지 않았다. 상한선이 없으니 수성이나 지구 또는 '''목성'''보다 큰 천체도 왜행성으로 분류할 수 있다.[6] 하한선 역시 구형만 유지할 정도라면 큰 상관 없다. 예를 들면 세레스 같은 경우는 거대 소행성들보다 약간 큰 정도이며[7] 가니메데 같은 큰 위성들은 왜소행성보다 큰 경우도 많다.
아예 왜행성을 태양계 행성에 포함시켜 태양계 13식구로 엮기도 한다.
처음 이 분류가 등장했을 때 왜행성으로 분류된 천체는 세레스, 명왕성, 에리스의 셋이었고, 2008년에 마케마케(2005 FY₉)와 하우메아(2003 EL₆₁)를 넣어 현재는 다섯이다.

2. 왜행성 개념의 도입

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1990년대 들어 명왕성과 비슷한 위치에 있으며, 비슷한 궤도를 가진 천체들을 속속 발견했다. 알비온을 시작으로 한 카이퍼 벨트의 천체들이다. 태양 공전 궤도를 그리지만, 그렇다고 행성이라고 부를만큼 충분히 큰 천체인 것도 아니었다. 천문학자들은 이 새로 발견된 천체들을 뭐라 부르며 어떻게 정의할까 고민했다.

• 행성으로 인정하자는 주장에 대해서 행성치고는 너무 작다는 큰 반론이 있었다.
• 행성이 아니라는 주장에 대해서는, 그러면 유사한 특성을 가지는 명왕성은 어떤 이유로 행성으로 인정되는가? 라는 문제가 있었다.

그러다가 2003년에는 명왕성의 3/4 크기로 추정되는 세드나가 발견되며 본격적인 논란이 촉발되었다. 뿐만 아니라 2005년에는 명왕성보다 더 크다고 추정된[8] 에리스가 발견되었는데, 일부 사람들이 에리스를 열번째 행성이라 부르기 시작했다. 이대로 두면 행성의 수가 폭발적으로 늘어날 수 있고, 마침 행성의 정의도 애매했던지라 IAU는 논의 끝에 행성의 정의를 좀더 엄밀하게 규정하고, 이를 만족 못하는 천체를 위해서 왜행성 개념을 도입했다. 행성 논란이 발생한 에리스는 결국 왜행성으로 편입되었으며, 논란끝에 명왕성이 행성 지위를 박탈당하고 왜행성으로 격하되었다.
참고로, 행성 수가 늘어나면 전세계의 어린이들이 과학시간에 외워야될 내용이 늘어 난다. 그런데, 이게 단순한 농담이 아니라 실제 IAU가 명왕성을 행성 목록에서 빼고 왜행성을 도입할 때 내세운 이유 중에도 행성 숫자가 계속 늘어나면 교육적으로 적합하지 않다는 의견이 들어가 있었다.
19세기 초에 발견한 뒤 소행성이던 세레스도 새로운 정의에 부합하므로 왜행성에 들어갔다. 소행성대에 있는 다른 왜행성 후보 베스타는 2011년 8월에 돈 탐사선이 촬영한 사진을 보면 구형에 가깝다고 할 수 있을지 조금 애매하다보니 왜행성으로 승격되진 못했다.
여담으로 '궤도 주변의 다른 천체를 밀어내지 못한다'는 3번 조건에 따르면, 명왕성 다음으로 행성 퇴출 위험성이 있는 것은 모행성과 위성의 질량차가 2번째[9]로 적은 '지구-달'이다. 하지만, 명백하게 두 천체의 질량 중심이 지구 내부에 있기 때문에, 달을 위성으로 잡고 있는거지 밀어내지 못하고 있는 게 아니다. 즉, 지구는 달에 대해서 '완전한 지배력'을 행사하고 있고, 명백하게 행성의 조건에 부합한다.
추가로, 3번 조건을 정말 더욱더 엄밀하게 적용하면, 지구에는 크뤼트네 같은 공전 궤도 상의 다른 천체가 존재하기에 3번 조건을 만족하지 않는다고 주장할 수도 있다. 하지만, 그런 논리가 되면 목성 또한 트로이 소행성들 때문에 행성이 아니게 된다. 그래서, '지배력을 행사한다'는 아주 약간은 모호한 표현이 사용된다.
2008년 이후 왜행성 목록이 전혀 추가되지 않는데, 후보들이 최근에야 발견된 것도 아닌데 이렇다 하는 소식이 없다.

3. 왜행성 목록

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3.1. 공식 왜행성

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'''번호'''	'''천체'''	'''궤도 장반경'''	'''평균 지름'''	'''질량'''	'''지정 날짜'''	'''위성 수'''
1	세레스	2.7692 AU	939.4(±0.2) km	(9.3835±0.0001)×1020kg	2006년 8월 24일	없음
134340	명왕성	39.482 AU	2,376.6(±1.6) km	(1.303±0.003)×1022kg	2006년 8월 24일	5
136108	하우메아	43.287 AU	1,596(±12) km	(4.006±0.040)×1021kg	2008년 9월 17일	2
136472	마케마케	45.561 AU	1,478(±34) km	3.1×1021kg	2008년 7월 11일	1
136199	에리스	67.742 AU	2,326(±12) km	(1.66±0.02)×1022kg	2006년 8월 24일	1

3.2. 왜행성 후보 천체

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마이클 브라운 박사[10]가 지름 900km 이상으로 추정한 천체는 총 6개이며, 2020년 기준, 그 중 4개는 확실하게 900km가 넘는 것으로 확인되었다. 그리고, 콰오아, 공공 이 2개는 지름/질량 둘다 세레스보다 더 크고 무겁다.

'''번호'''	'''천체'''	'''궤도 장반경'''	'''평균 지름'''	'''질량'''	'''위성 수'''	'''비고'''
90482	오르쿠스	39.174 AU	917(±25) km	(6.348±0.019)×1020kg	1
307261	2002 MS4	42.010 AU	726(±123) km	확인되지 않음	없음
120347	살라시아	42.056 AU	846(±21) km	(4.38±0.16)×1020kg	1
50000	콰오아	43.690 AU	1,121(±1.2) km	(1.40±0.21)×1021kg	1
225088	공공(2007 OR10)	67.376 AU	1,230(±50) km	(1.75±0.07)×1021kg	1	[11]
90377	세드나	479.65 AU	995(±80) km	확인되지 않음	없음

4. 관련 문서

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• 천문학 관련 정보 - 태양계

[1] 영어로는 Minor Planet과 Asteroid라고 소행성을 나누는데 위치에 따른 구분으로 'Asteroid'는 내부 태양계, 'Minor Planet'는 그 이후까지 포함해 나눈다. 한국어로는 구분없이 소행성으로 불리기도 하고 후자를 소행성체로 구분해서 부르기도 한다. 영어로는 같은 왜행성이라도 위치에 따른 상위 개념은 다를 수 있다.

[2] 즉, 케플러 법칙이 적용된다.

[3] 행성의 주위를 공전할 경우 위성이 되기 때문이며, 태양이 아닌 다른 항성의 주위를 공전한다면 해당 항성계에 포함되기 때문. 물론 태양계 바깥에서 진입하는 천체들도 제외한다.

[4] 힘의 작용 방향으로 보면 분명히 끌어내지만, 마찰이 없는 우주 공간에서 상대 천체도 고유의 속력이 있기 때문에 자기는 가만히 있으면서 상대 천체를 자신의 중력으로 멀리 날려보내는 결과가 되기 때문에 밀어낸다고 표현한 듯.

[5] 물론 엄밀하게 말하면 지구나 화성 궤도 근처에도 지구접근천체가 있고 목성의 경우는 수만개의 트로이 소행성군이 있지만 지구나 화성, 목성은 행성으로 구분된다. 뒤에 나올 글을 보면 알겠지만 왜행성에 크기 제한은 없다.

[6] 말이 그렇다는 거지 실제로 목성 급의 천체가 왜행성으로 분류되려면 최소 해왕성급 천체가 수십 개는 돌아다녀야 한다.

[7] 다만 소행성대 내에서는 독보적인 천체로 소행성대 전체 질량의 31%를 차지하고 있다. 그 다음으로 큰 4 베스타와 2 팔라스는 각각 8.6%, 6.7%의 질량을 차지한다.

[8] 발견 당시는 에리스가 명왕성보다 크다고 생각되었으나, 더 정밀하게 탐사된 후 아주 약간 작다고 확인되었다.

[9] 1번째는 명왕성-카론이며, 질량 중심이 명왕성 밖에 있다.

[10] 명왕성과 에리스를 사이 좋게 만든 그 사람 맞다.

[11] 추정 지름이 1,230km로 세레스보다 크다. 또한, 이름이 없었던 태양계 소속 천체 가운데 가장 컸었다. 현재는 추정 지름이 700km대에 있는 두 산란 분포대 천체 2015 RR₂₄₅와 2013 FY₂₇, 카이퍼 벨트 천체 2002 AW₁₉₇가 공공 다음으로 큰 것으로 추정된다.