[하정열의 시·그림과 함께 떠나는 우주여행](51) 왜행성(dwarf planet)

인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우리는 해왕성을 지나 명왕성을 향해 우주여행을 계속하면서 여러 개의 왜행성(왜소행성이라고도 한다)들을 보게될 것이다. 명왕성은 카이퍼벨트대에 위치한 왜행성이다.

왜행성은 행성 같아 보이나, 통상 행성보다 작은 태양계의 천체를 말한다. 즉, 행성으로 분류가 가능한 크기지만, 행성으로 쳐주기에는 애매모호한 천체들을 위한 2군 벤치인 셈이다. 국제천문연맹(IAU)이 2006년에 공식화한 다음 조건들을 모두 만족시키는 천체이다. 첫째, 위성이 아니어야 한다. 둘째, 태양을 중심으로 공전하고 있어야 한다. 셋째, 자체 중력에 의해 거의 구(球)형을 유지하기에 충분한 질량을 가지고 있어야 한다. 넷째, 그러나 공전궤도를 독점할 정도로 질량이 크지는 안해야 한다.

천문학자들은 1990년대 들어 명왕성과 비슷한 위치에 있으며, 비슷한 궤적을 가진 천체들을 속속 발견하였다. ‘알비온’을 시작으로 한 카이퍼 벨트의 천체들이다. 그들은 태양 공전 궤도를 그리지만, 그렇다고 행성이라고 부를만큼 충분히 큰 천체는 아니었다. 천문학자들은 새로 발견된 천체들을 어떻게 정의할까 고민했다. 행성으로 인정하자는 주장에 대해서는 행성치고는 너무 작다는 큰 반론이 있었다. 행성이 아니라는 주장에 대해서는, 그러면 유사한 특성을 가지는 명왕성은 ‘어떤 이유로 행성으로 인정하는가’라는 문제가 있었다.

그러다가 2003년에는 명왕성의 약 75% 크기로 추정되는 세드나가 발견되며 논란이 본격화되었다. 2005년에는 명왕성보다 더 크다고 추정된 에리스가 발견되었다. 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 만족시키지 못하는 천체를 위해서 왜행성 개념을 도입했다. 행성 논란이 발생한 에리스는 결국 왜행성으로 편입되었으며, 논란 끝에 명왕성이 행성 지위를 박탈당하고 왜행성으로 격하되었다.

그 과정에서 크기와 질량의 한계는 명시하지 않았다. 상한선이 없으니 수성이나 지구 또는 목성보다 큰 천체도 왜행성으로 분류할 수 있다. 하한선 역시 구형만 유지할 정도라면 큰 상관 없다. 예를 들면 세레스 같은 경우는 거대 소행성들보다 약간 큰 정도이며, 가니메데 같은 큰 위성들은 왜행성보다 큰 경우도 많다.

처음 이 분류가 등장했을 때 왜행성으로 분류된 천체는 명왕성, 세레스, 에리스 등 셋이었다. 2008년에는 마케마케(2005 FY9)와 하우메아(2003 EL61)를 넣어 현재는 다섯이다.

그 중 명왕성은 과거 아홉 번째 행성이었으나, 2006년 IAU에서 태양계 내 천체의 분류를 정하면서 왜행성으로 분류되었다. 명왕성의 공전궤도상에는 다른 천체들이 많기 때문이다. 명왕성은 카이퍼대에서 가장 크고 무거운 천체로, 지름이 2380㎞, 질량이 지구의 0.24%에 달한다. 위성 ‘카론(Charon)’을 거느리고 있다.

세레스는 화성과 목성 사이의 소행성대에 속한 유일한 왜소행성이다. 소행성대에서 가장 크고 무거운 천체로, 지름이 946㎞, 질량이 9.4×10의 20승㎏에 달한다. 1801년 발견되어 소행성 1세레스(1Ceres)로 불려왔다. 소행성 세레스는 구형을 유지하고 있어 2006년부터 왜소행성으로 분류되었다. 이 왜행성은 소행성대를 구성하고 있는 다른 소행성들과 마찬가지로 도넛 모양의 타원형 궤도를 이루며 태양 주위를 돌고 있는 중이다. 과학자들이 이 왜행성에 관심을 갖는 것은 다른 행성들과 달리 물이 존재할 가능성이 매우 높기 때문이다.

에리스는 카이퍼대에 있는 천체로 한때 제나(Xena)라는 이름으로 불렸다. 지름이 2326㎞, 질량은 명왕성과 비슷하다. 2005년에 에리스가 발견되고 그 크기가 명왕성과 비슷한 정도여서 열 번째 행성이라는 주장도 있었다. 이후 크기가 비슷한 천체들이 더 발견되면서 행성에 대한 정의를 보다 엄격하게 적용해야 한다는 필요성이 제기되었다. 위성 디스노미아(Dysnomia)를 갖고 있다.

하우메아는 카이퍼대에 있는 천체로 2004년에 발견되어 136108 하우메아(136108 Haumea)라는 이름을 얻었다. 크기가 2,322㎞×1,704㎞×1,138  ㎞로, 길쭉한 자갈돌 모양을 하고 있다. 질량은 4.01×10의 21승㎏ 가량이다. 위성 히이아카(Hi'iaka)와 나마카(Namaka)를 거느리고 있으며, 폭 70 km의 고리가 발견되었다.

마케마케는 카이퍼대에 있는 큐비원족(Cubewano) 천체 중 현재까지 가장 큰 것으로 2005년 발견되어 136472 마케마케(136472 Makemake)라는 이름을 얻었다. 크기가 1430㎞가량으로 알려져 있으며, 질량에 대해서는 아직 알려지지 않았다.

왜행성의 새로운 정의에 따르면 앞으로 오르쿠스, 살라시아, 콰오아, 공공, 세드나, 카론 등이 추가적으로 왜행성으로 분류될 가능성이 있다. 2006년 NASA가 발사한 뉴 호라이즌스(New Horizons) 탐사선은 계속해서 외행성의 다양한 소식을 전해오고 있다.

그러한 왜행성의 다양한 사연을 담아 '왜행성232001S'를 그리고, 시 '왜행성'을 지었다.

너희는 해왕성 저 너머
카이퍼벨트대에 자리를 잡아
태양계를 지키는 파수꾼

한 때는 태양계의 
여넓 형제들과 함께
행성이라는 지위를 누렸으나

과학이라는 힘을 빌린
우리의 혜안의 눈으로
왜행성이라는 이름을 얻어
먼거리를 달려온 우주여행객에게
저마다의 썰을 풀어놓는 얘기꾼

아! 신비롭고 아름다운 왜행성이여!