에리스 : 현재 알려진 가장 큰 왜행성

에리스(136199 Eris)는 태양계 외곽 천체의 하위 그룹인 명왕성형 천체 중 하나에 속하는 준행성입니다. 준행성으로 분류되는 태양계 내 천체 중 질량이 가장 크며, 명왕성 다음으로 두 번째로 큰 반지름을 가지고 있습니다. 궤도 이심률이 큰 타원궤도를 그리며 태양을 공전하고 있어 산란원반천체로 분류됩니다. 2003년 10월 21일 촬영된 이미지에 찍힌 것을 2005년 1월 5일 마이클 브라운이 이끄는 팔로마 천문대 관측 그룹이 발견했고, 2006년 9월 그리스 신화에 나오는 불화와 분쟁의 여신의 이름을 따서 디스노미어라는 이름을 붙였습니다. 현재 태양을 공전하는 것으로 알려진 천체 중 9번째로 질량이 크며, 행성을 공전하는 위성을 포함하면 16번째입니다. 지름은 2.326 ± 12㎞로 측정되며, 아직 우주 탐사선의 접근 탐사가 이뤄지지 않은 천체 중 가장 큽니다. 명왕성보다 부피는 약간 더 크지만, 질량은 지구의 0.28%, 명왕성의 126%로 알려져 있습니다. 

발견

에리스는 2005년 1월 5일 천문학자 마이클 브라운과 채드윅 토르히요, 데이비드 라비노위츠의 관측팀이 2003년 10월 21일에 촬영한 이미지에서 발견되었습니다. 이 발견은 하우메아 발견이 발표된 지 이틀 뒤인 같은 해 7월 29일 마케마케 발견과 함께 발표되었습니다. 이 시기에 발견이 발표된 요인 중 하나로 이후 야기되는 하우메아 발견에 대한 논란이 원인 중 하나입니다. 브라운 등의 관측팀은 체계적으로 태양계 외곽에 있는 천체를 탐색하고 있으며, 이전에도 콰이어, 오르쿠스, 세도나 등 여러 대형 태양계 외곽 천체를 발견한 바 있습니다. 

2003년 10월 21일에 촬영된 이미지는 캘리포니아 팔로마 천문대에 있는 1.2m 구경의 새뮤얼 오스틴 반사 망원경으로 정기적인 관측을 통해 얻은 것이지만, 에리스가 밤하늘을 매우 느리게 이동하고 있기 때문에 이미지가 촬영될 당시에는 발견되지 않았습니다. 관측팀이 사용한 자동 이미지 검색 소프트웨어가 오탐을 줄이기 위해 시간당 1.5초 각도 미만의 속도로 움직이는 것으로 보이는 모든 물체를 제외했습니다. 그러나 2003년에 세도나가 발견되었을 때, 세도나의 밤하늘에서의 이동속도는 1.75초당 1.75각/시간이었습니다. 이를 고려하여 관측팀은 이동속도가 하한값 정도인 물체가 찍힌 오래된 데이터를 분석하여 제외된 데이터를 육안으로 조사하여 분류했습니다. 그리고 2005년 1월, 재분석을 통해 에리스의 배경 별에 대해 매우 느리게 진행하는 모습이 밝혀졌습니다. 그 후 추적 관측을 통해 에리스의 예비 궤도를 구할 수 있었고, 이를 통해 에리스의 거리를 추정할 수 있었습니다. 

명칭 부여

에리스는 그리스 신화에 등장하는 불화와 분쟁ㅇ의 여신 에리스의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 명칭은 2006년 9월 6일 캘리포니아 공대 연구팀에 의해 제안되었고, 같은 달 13일 공식적으로 이 이름으로 명명되었습니다. 그 이전에는 소행성 명명 규칙에 따라 국제천문연맹이 자동으로 부여한 2003 UB313이라는 임시 부호를 불렸습니다. 

 

새로운 분류

에리스는 준행성으로 분류되는 태양계 외곽 천체입니다. 또한, 궤도의 특성으로 인해 산란원반천체라는 분류에도 속합니다. 이는 태양계 외곽 천체 중 태양계 형성 당시 해왕성과의 중력 상호작용으로 인해 에지워스 카이퍼 벨트보다 더 멀리 떨어진 곳에서 비정상적인 궤도를 그리도록 '산란'된 천체들이 속한 분류입니다. 에리스는 알려진 산란원반천체 중 특히 큰 궤도 경사각을 가진 특이한 천체인데, 이론적 모델에 따르면 원래 에지워스 카이퍼 벨트의 안쪽 가장자리 부근에 있던 천체는 바깥쪽 가장자리에 있던 천체보다 더 큰 궤도 경사각을 가진 궤도로 흩어지는 것으로 나타났습니다. 

국제천문연맹은 이 문제를 결정하기 위해 '행성'이라는 용어에 대한 정확한 정의를 내릴 수 있도록 천문학자 그룹에 위임했습니다. 그리고 2006년 8월 24일에 열린 국제천문연맹 총회에서 행성이라는 용어의 정의가 정식으로 채택되었습니다. 이로써 에리스는 명왕성 등과 함께 행성과는 다른 새로운 분류인 준행성으로 분류되었습니다. 

 

에리스의 궤도

에리스의 공전 주기는 약 560년이며, 태양에 가장 가까운 근일점에서는 약 38.5au까지 가까워지고, 원일점에서는 약 97.5au까지 멀어집니다. 근일점 통과 일시는 섭동 되지 않은 이체해를 사용하여 선택된 원기를 기반으로 정의되기 때문에, 원기가 근일점 통과 일시로부터 오래 경과할수록 결과의 정확도는 낮아집니다. 

궤도가 거의 동일 평면에 정렬되어 있는 8개의 행성과 달리, 에리스는 황도면에 대해 매우 기울어진 궤도를 그리며, 그 궤도 경사각은 약 44도에 달합니다. 발견 당시, 에리스는 태양으로부터 약 97au 떨어져 있어 장주기 혜성과 우주 탐사선을 제외하고는 태양계에서 가장 먼 거리에 있는 알려진 천체였으며, 2018년 더 먼 거리에 있는 2018 VG18이 발견될 때까지 이 최원거리 기록은 유지될 예정이었습니다. 

 

표면과 대기

에리스를 발견한 관측팀은 2005년 1월 25일 마우나케아 천문대의 쌍둥이자리 북망원경으로 에리스에 대한 분광관측을 실시했습니다. 에리스에서 방출되는 적외선으로 관측한 결과, 표면에 메탄 얼음이 존재하며, 그 표면은 당시 태양계 외각 천체 중 유일하게 메탄이 존재한다고 알려진 명왕성과 해왕성의 위성인 트리톤과 유사하다는 것을 알 수 있었습니다. 

다소 붉은 색을 띠는 명왕성이나 트리톤과 달리, 에리스의 표면은 거의 흰색으로 보입니다. 명왕성의 붉은색은 표면에 솔린이 퇴적되어 있기 때문으로 생각되며, 이 퇴적물이 증발하게 됩니다. 반면, 에리스가 태양으로부터 충분히 멀리 떨어져 있기 때문에 알베도가 낮은 곳에서도 메탄이 표면에 응축될 수 있습니다. 메탄이 표면 천체에 고르게 응축되면 알베도 차이가 줄어들어 붉은색 솔린의 퇴적물이 가려지게 되었습니다. 

 

탐사

탐사선 뉴로라이즌스호의 명왕성 접근 탐사 성공에 이어 2010년대에는 태양계 외곽 천체를 탐사하는 후속 임무에 대한 여러 연구가 발표되었고, 그중 에리스가 탐사 후보로 평가되었습니다. 2032년 4월 3일 또는 2044년 4월 7일에 탐사선을 발사하면 목성으로 스윙 바이를 한다고 가정하면 24.66년 동안 에리스에 도달할 수 있다는 계산이 나옵니다. 이 날 발사한 탐사선이 에리스에 도달했을 때 에리스의 태양으로부터의 거리는 각각 92.03 au와 90.19 au가 됩니다.