태양계의 정의와 구성

태양계의 행성과 왜행성

1. 태양계의 정의
태양계는 항성인 태양을 중심으로 태양의 중력에 이끌려 있는 주변의 천체를 태양계라고 지칭하고 있습니다.
태양을 중심으로 공전하고 있는 행성은 소행성대 내부에 존재하는 고체 행성인 수성, 금성, 지구, 화성 행성이 존재하고 이러한 행성을 지구형 행성이라고 부릅니다. 소행성대의 외부에는 네 개의 유체 행성이 존재하는데 목성, 토성, 해왕성으로 부르고 있으며 이러한 행성을 목성형 행성이라고 합니다.
태양계에는 소천체로 이루어진 띠도 존재합니다. 화성과 목성 사이에는 소행성대가 관측되는데 형태는 원반 모양이며 이 소행성대의 성분은 지구형 행성들과 비슷한 성분을 갖고 있습니다. 해왕성의 궤도 너머에는 카이퍼 대와 산란 분포 대가 존재하고 있으며 대부분 물, 암모니아, 메탄 등의 성분이 얼어 있는 형태로 존재합니다. 소행성 대와 카이퍼 대, 산란 분포 대의 천체 세레스, 명왕성, 하우메아, 마케마케, 에리스는 행성보다 약하지만, 중력이 존재하고 있으며 자체 중력으로 구형의 형태를 만들 수 있기 때문에 왜행성이라고 규정하고 있습니다.
태양계 내에서는 혜성, 우주 먼지와 같은 소천체들이 자유롭게 이동하고 있습니다. 태양풍은 태양에서부터 방출되는 플라스마의 흐름이며 태양권 안에서 항성풍 거품을 형성합니다.
일부 행성(지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성)과 일부 왜행성(명왕성, 에리스, 하우메아, 마케마케)은 위성을 갖고 있으며 목성형 행성들은 띠를 갖고 있습니다. 목성, 토성은 가스가 풍부한 행성이며 천왕성 얼음으로 뒤덮인 얼음 행성으로 관측되고 있습니다.

2. 태양계의 발견과 발전
인류가 태양계의 존재를 몰랐었던 때에는 지구가 우주의 중심에 존재하고 움직이지 않는다고 생각했습니다. 또한 관측 시 움직임이 있는 천체들과는 완전히 다른 존재라고 생각했습니다. 그러나 알아 아바타(인도의 수학자이자 천문학자)와 고대의 그리스 철학자인 사코스의 아리스타르코스가 태양이 우주의 중심에 있다는 태양 중심의 우주론을 제기하였으며 니콜라우스 코페르니쿠스에 의해 태양 중심의 우주론이 수학적으로 규명되었습니다. 17세기에 들어 요하네스 커플로, 갈릴레오 갈릴레이, 아이작 뉴턴의 노력으로 지구가 중력에 의해 태양 주위를 공전하고 있다는 것이 증명되었고 망원경의 발달과 기술의 발달로 무인 우주선을 제작할 수 있게 되면서 다른 행성의 산맥, 크레이터와 같은 지질 현상과 구름, 모래폭풍, 만년설 같은 기상 현상을 관측할 수 있게 발전되었습니다.

3. 태양계의 구성
태양은 G형 주계열성을 지닌 항성으로 현재까지 확인된 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지할 만큼 거대하며, 중력을 통해 태양계의 천체에 영향을 끼칩니다. 태양을 제외한 태양계 질량의 99%는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 차지하고 있으며 그 중 목성과 토성이 90%의 질량을 차지하고 있습니다.
태양계는 태양계의 중심인 태양, 태양 주위를 공전하고 있는 행성, 그 행성 주위를 공전하는 위성, 왜행성, 소행성, 혜성, 카이퍼 대와 기타 태양계 소천체, 행성 간 먼지로 구성되어 있습니다.
태양 주위를 공전하고 있는 대부분의 천체의 궤도는 지구의 궤도(황도)와 거의 평행하다고 알려져 있습니다. 행성이 지구의 궤도와 거의 평행하지만 혜성이나 카이퍼 대 천체는 황도의 차이가 큽니다.
핼리 혜성과 같이 태양이 자전하는 방향을 따르지 않는 천체들도 있지만 대부분의 행성과 다른 천체들은 태양이 자전하는 방향으로 공전하고 있습니다.
케플러는 태양계의 천체 궤도를 행성 운동법칙으로 설명했는데, 케플러는 각각의 천체는 태양을 중심으로 타원의 궤도를 그리면서 공전한다고 합니다. 태양에 가장 가깝고 짧은 공전 주기를 가진 천체의 공전 주기는 1년보다 짧으며 태양에서 천체 가장 가까워지는 점을 근일점이라고 하고 천체가 태양과 가장 멀어졌을 때의 점을 원일점이라고 합니다. 천체는 근일점과 가까워질수록 빠르게 움직이고, 원일점과 가까워질수록 느리게 움직입니다. 행성의 궤도는 타원형을 띄고 있지만 원형에 근접한 형태를 띠고 있으며, 혜성이나 카이퍼 대 천체 등의 궤도는 길쭉한 형태의 타원형을 띄고 있습니다.
행성 간의 거리가 너무 멀기 때문에 태양계 모형을 만들 때 거리를 왜곡하여 행성 간의 거리를 비슷하게 해 놓았으나 태양에서 멀리 떨어진 행성이나 천체일수록 안쪽의 궤도보다 간격이 넓게 존재합니다. 궤도 간 거리의 규칙을 명확하게 규정하려는 시도가 있었으나 아직 인정된 이론은 없습니다.
태양계의 대부분의 행성은 자기 자신만의 천체를 갖고 있습니다. 그중 대부분의 대형 위성들은 모행성을 향해서 지속해서 한쪽 면만 보이고 있으며, 목성형 행성들은 작은 입자가 행성 주위를 선회하며 얇은 띠인 행성 고리를 형성하고 있습니다.