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태양계는 약 46억 년 전 거대한 가스와 먼지 구름으로 형성되었으며 이로 인해 태양, 행성 및 기타 천체가 탄생했습니다. 그 구성에는 내부 암석 행성과 외부 가스 거인, 명왕성과 같은 왜행성이 포함됩니다. 이 글에서는 태양계의 형성 과정, 구성, 명왕성이 태양계에서 제외된 이유에 대해서 알려드리겠습니다.
태양계의 형성
태양계는 약 46억년 전에 태양 성운으로 알려진 거대한 가스와 먼지 구름에서 형성되기 시작했습니다. 초기 태양계 탄생의 요인은 인근 초신성 폭발로 인한 충격파로 인해 성운이 자체 중력에 의해 물질들이 안쪽으로 끌어당겨지면서 붕괴되기 시작한 것입니다. 성운이 붕괴되면서 회전하기 시작하여 대부분의 물질이 중앙에 모이는 편평하고 회전하는 원반을 형성했습니다. 이 원반 중심의 강렬한 중력 압력으로 인해 태양이 탄생하고 핵융합이 시작되었습니다. 핵융합으로 인해 수소를 헬륨으로 변화시켜 엄청난 에너지와 빛을 방출했으며 초기 태양 주변에서 남은 물질은 가스와 먼지로 이루어진 회전하는 원반을 형성했습니다. 시간이 지남에 따라 원반은 강착이라는 과정을 통해 서로 뭉치기 시작하여 미행성이라 불리는 점점 더 큰 물체를 형성했습니다. 이 미행성들은 충돌하고 합쳐져 오늘날 우리가 알고 있는 행성의 초기 버전인 원시 행성을 형성했습니다. 태양계 내부는 뜨거웠고 이로 인해 금속이나 암석처럼 높은 열을 견딜 수 있는 물질만이 모여 지구나 화성과 같은 암석 행성이 형성되었습니다. 태양과의 거리가 멀어 비교적 온도가 낮았던 목성과 토성은 수소나 헬륨과 같은 거대한 가스가 형성되어 오늘날 우리가 볼 수 있는 행성 모양이 되었습니다. 이후 태양풍은 남아 있는 가스와 먼지의 대부분을 날렸고 남은 행성이 태양 주위를 계속 돌며 오늘날 우리가 알고 있는 태양계를 형성하게 되었습니다.
태양계의 구성
태양계는 다양한 천체의 집합체로 모두 태양 주위를 공전하고 있으며 태양은 태양계 질량의 99.8%를 차지하고 있습니다. 작은 암석 수성부터 거대한 가스 행성 목성에 이르기까지 8개의 주요 행성은 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다. 현재 태양계는 화성과 목성 사이에 존재하는 소행성대를 기준으로 내부행성과 외부행성으로 구분하고 있습니다. 내부 행성(수성, 금성, 지구, 화성)은 주로 암석과 금속으로 구성되어 있어 외부 행성보다 밀도가 더 높습니다. 외부 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)은 내부행성에 비해 훨씬 크며 목성과 토성은 주로 수소와 헬륨으로 구성된 가스 거대체인 반면 천왕성과 해왕성은 물, 암모니아와 같은 무거운 원소로 구성되어 있기 때문에 얼음 거인이라고 불리고 있습니다. 그리고 8개의 행성 너머에는 얼음 덩어리로 가득 찬 카이퍼대(Kuiper Belt)를 공전하는 명왕성(Pluto)과 에리스(Eris)와 같은 왜소행성이 놓여 있습니다. 행성과 왜행성 외에도 태양계에는 200개 이상의 행성이 포함되어 있으며 대부분 외부 행성을 공전하고 있으며 목성과 토성이 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 소행성과 혜성과 같은 더 작은 물체도 태양계에 위치해 있으며 화성과 목성 사이의 소행성대에 집중되어 있습니다.
명왕성의 태양계 제외 이유
2006년 국제천문연맹(IAU)은 행성을 구성하는 요소에 대한 새로운 정의를 수립했는데 이 정의에 따르면 행성은 태양 주위를 공전할 것, 자체 중력으로 인해 구형이 될수 있을 만큼 충분한 질량을 가질 것, 궤도에 다른 잔해가 없어야 한다는 세 가지 기준을 충족해야 했습니다. 명왕성은 태양 주위를 공전하고 구형이 될 만큼의 충분한 질량을 가져야 한다는 두 가지 조건은 충족하지만 세 번째 궤도에 다른 잔해가 없어야 한다는 조건을 충족시키지 못했습니다. 명왕성은 카이퍼대 벨트에 위치하여 타원형의 공전 궤도를 가지고 있으나 이 궤도에는 수많은 작은 얼음 천체가 위치해 있습니다. 이러한 조건 미충족으로 인해 명왕성은 완전한 행성이 아닌 왜행성으로 지정되었습니다.