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출처 친절한 과학
사전 지구과
학 편

외행성의 위치관계

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요약 외행성(outer planets), 즉 지구보다 바깥쪽 궤도에서 태양을 공전하는 행성의 지구와의 위치관계다.

태양계를 구성하는 행성 중에 지구보다 바깥쪽 궤도에서 태양 주위를 돌고있는 행성들로 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 외행성에 속한다. 지구에서 보았을 때, 외행성이 태양의 직각 방향에 위치했을 때로 태양과의 이 각이 90도인 경우를 의미한다.

최대이각(最大離角, greatest elongation)과 마찬가지로 행성이 태양의 오른편에 위치할 때 태양보다 서쪽에 위치하므로 서구라 하며, 왼편에 위치할 때는 동구라고 한다. 서구는 태양보다 6시간 먼저 남중하고 태양이 뜨기 전 대략 6시간 동안 관측 가능하고 동구는 태양보다 6시간 나중에 남중하고 태양이 진 후에 대략 6시간 동안 관측 가능하다.

또한 태양, 지구, 외행성 순으로 일직선으로 나열되어 지구에서 관측했을 때 태양으로부터 180도의 이각을 이룬 경우를 충(衝, opposition)이라고 한다. 충의 위치에 있을 때 태양과의 이각이 가장 크므로 초저녁부터 새벽까지 관측 시간이 가장 길다. 그리고 일반적으로 지구로부터 거리가 가장 가까워 시직경이 가장 크고 또한 보름달 모양의 위상으로 관측되어 밝기가 가장 밝은 위치다.

외행성인 경우는 충의 위치에 있을 때 행성의 표면을 관찰하기가 좋다. 그리고 태양의 뒤편에 있어서 외행성, 태양, 지구 순으로 일직선 순으로 나열된 경우를 합(合, conjunction)이라고 한다. 위상은 보름달 모양이지만 행성이 합의 위치에 있을 때는 햇빛 때문에 행성을 관측하기 어렵다.

외행성의 위상 변화

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외행성의 위상 변화를 보면 초승달, 그믐달 모양은 관측할 수 없고 항상 반달 모양보다 큰 위상만 관측 가능하다. 그 이유는 지구와 외행성과의 공전 궤도상의 위치 때문에 모든 위치에서 태양-외행성-지구가 이루는 각이 90° 작게 나온다. 그러므로 반달 이하의 위상이 관측될 수 없다.

행성들이 태양 주변을 공전할 때 지구 역시 태양 주변을 공전한다. 이때 지구에서 바라본 행성들의 위치도 바뀐다. 내행성 지구보다 태양을 빠르게 공전하는 내행성의 경우 내행성이 공전하는 반시계 방향으로 위치관계가 달라지므로 '내합→서방 최대이각→외합→동방 최대이각' 순으로 위치관계가 달라지지만, 외행성의 경우 지구보다 공전 속도가 느리므로 외행성보다 빠르게 공전하는 지구에서 바라보면 위치관계의 변화는 외행성이 공전하는 반시계 방향과는 반대로 '충→동구→합→서구' 순으로 위치관계가 달라지는 것으로 나타난다.

명왕성이 행성에서 퇴출된 이유

행성에 대한 정의는 고대부터 있어 왔다. 고대에 행성은 천구상에서 적경과 적위가 고정되어 있는 별과 달리 움직이는 모든 천체를 의미했다. 이 정의에 따르면 태양계에 있는 태양을 제외한 모든 천체는 행성에 속한다. 하지만 당시에는 오로지 육안으로만 천체를 관측했기 때문에 눈에 보이는 밝기를 가진 수성, 금성, 화성, 목성, 토성만이 행성에 들어갔다.

망원경의 발달로 어두운 천체가 관측되기 시작하면서 1700년대 이후 천왕성과 해왕성, 명왕성이 차례로 행성의 목록에 들어가게 되었다. 관측 기술이 더욱 발달함에 따라 수없이 많은 소행성들도 차례대로 관측되었고 명왕성 너머 태양계 천체들이 더 발견되면서 행성에 대한 재정의가 필요하게 되었다.

2006년 국제천문연맹(IAU : International Astronomical Union) 총회에서 행성의 정의를 새롭게 채택했다. 다음 네 가지 조건을 모두 충족할 경우를 행성이라고 한다.

행성의 4가지 조건
1. 별의 둘레를 공전해야 한다.
2. 자체 중력에 의해 둥근 모양을 유지할 수 있을 만큼 질량이 충분히 커야 한다.
3. 천체 중심에서 수소핵융합 반응이 일어나지 않을 만큼 질량이 크지 않아야 한다.
4. 자신의 궤도 주변에서 충분히 크기가 큰 천체가 남아 있지 않을 정도로 중력이 지배적이어야 한다.

이 가운데 네 번째 조건이 의미심장한데, 9번째 행성으로 불리던 명왕성이 이 조건을 충족하지 못하면서 행성 목록에서 제외된 것이다. 그리고 네 번째 조건을 제외한 나머지 세 조건을 충족한 천체를 왜행성(왜소행성, dwarf planet)이라고 명명하게 되었다. 왜행성은 태양 주위를 공전하는 구형의 천체로 행성보다 중력이 작은 천체를 의미한다. 왜행성에 속하는 천체는 다음과 같다.

왜행성에 속하는 천체

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이영기 집필자 소개

공주사범대학 지구과학교육과, 공주대학교 대학원(지구과학교육학)을 졸업하고 교직에 몸담아 왔다. 중앙고등학교(동두천), 평촌고등학교, 서해고등학교, 부곡중학교(안산), 대평고등학교(수원), 경기도..펼쳐보기

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친절한 과학사전 지구과학 편
친절한 과학사전 지구과학 편 | 저자이영기 | cp명북카라반 전체항목 도서 소개

『친절한 과학사전 지구과학 편』은 우리 삶의 터전인 지구라는 행성에서 우리가 꼭 알아야 할 용어와 자연현상에서 일어나는 일들을 쉽게 이해하기 위한 용어를 다룬다. 우리..펼쳐보기

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