태양계 소행성대, 외행성계, 해왕성궤도

소행성대

태양계 소천체로 분류되고 있는 소천체는 대다수 암석 또는 금속과도 같은 휘발성이 없는 광물로 이루어져 있다. 화성 및 목성의 궤도 사이 형성된 주 소행성대에는 거리가 태양으로부터 2.3-3.3 천문단위이다. 이는 태양계 초기 생성된 목성의 중력 작용으로 인해 뭉쳐지지 않으며 행성이 이루어지는데 실패한 것으로 여긴다. 소행성의 규모는 상당하다. 수백 킬로미터에서 인간의 눈으로 보이지 않는 정도의 크기까지 다양하다. 제일 큰 행성인 1 세레스는 이를 제외하고 전체 소행성 태양계의 소천체로 구분되고 있지만 4 베스타 또는 10 히기에이아 등이 유체정역학적 균형 상태에 존재하고 있음이 증명되면 왜행성으로서 다시 분류가 될 가능성이 있다. 지름이 약 200미터 이상인 천체의 수가 소행성대에는 수천 개 혹은 수만 개 존재하고 있다. 그 수가 매우 많지만 천체의 질량이 다소 작은 편이다. 지구 질량의 천문의 1을 넘기지 못한다. 주 소행성대 천체가 산발 형태로 흩어져 태양의 주위를 돌고 있으며 탐사선이 이러한 지역을 정기적으로 통과한다 해도 충돌사고가 발생하지 않는다. 지름 크기가 10-10의 마이너스 4미터 사이에 있는 소행성은 유성체라고 칭하다. 소행성대에서 가장 큰 천체 중 하나인 세레스는 왜행성으로 취급하기도 한다. 1000킬로미터의 직경을 가지고 있으며 자체 중력으로도 형태를 구형으로 유지 가능하다. 19세기 최초 발견된 세레스는 행성으로 여기기도 했지만 1850년대에 접어들며 또 다른 소행성이 관측되어 소행성으로서 재분류되었다. 향후 2006년대에 접어들어 왜행성으로 다시 한번 분류되었다. 한편, 소행성군이란 소행성대에 존재하고 있는 소행성이 공전 궤도의 특이점에 따라 소행성군 또는 소행성축으로서 구분된다. 소행성 위성이 자기보다 큰 소행성의 주변을 돌고 있는 소행성을 가리킨다. 종 위성 및 주인 소행성 규모는 평범한 위성과 행성만큼의 차이가 나지는 않으며 상황에 따라 종과 주인의 크기가 같을 경우도 발견됐다.

외행성계

태양계의 외곽에 위치하고 있는 지대는 거대 가스 행성 및 행성 정도의 규모를 지니고 있는 위성이 다수 존재하고 있다. 센터우로스 족을 비롯하여 많은 단주기 혜성이 이러한 외행성계에 공전궤도를 구성하고 있다. 이들은 태양에서 아주 멀리 떨어져 있기 때문에 물을 비롯해서 암모니아와 메탄 등의 휘발성 물질이 천체에 차지하고 있는 비중이 지구형 행성에 비하여 상당히 크다. 낮시간 동안 온도에서 휘발성 물질이 고체상태로 존재할 수 있는 것이 그 원인이다. 외행성계에는 목성형 행성이 존재한다. 태양계의 외곽을 돌고 있는 네 가지 거대 행성은 가스행성과 외행성 등으로 불린다. 이들 질량이 태양을 도는 8개 행성의 99퍼센트를 차지할 정도로 거대하며 암석 행성에 비하면 상당히 무겁다. 하지만 그 밀도가 상대적으로 낮은 암석 행성의 20퍼센트 수준에 달한다. 목성과 토성 대부분 구성이 수소 및 헬륨으로 구성된다. 외행성계에서 목성은 태양계에서 가장 크고 거대하며 무거운 천체이다. 그 질량이 지구의 300배에 달하며 목성을 제외한 다른 행성을 다 합친 값의 2.5배 더 무겁다. 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 목성은 내부열이 강하게 발생하기 때문에 표면에 자전 방향과 평행한 모양의 줄무늬 띠와 대적반 등과 같은 반영구적 대기 구조가 형성된다. 목성은 아주 많은 위성을 거느리고 있으며 알려져 있는 수만 80개에 달한다. 이에 반해 토성은 질량 물질 내부 등 모든 부분에서 목성보다 작은 가스 형태의 행성이다. 토성에서 가장 큰 특징을 들 수 있는 것이 바로 고리이다. 토성 부피는 목성의 절반 수준에 못 미치지만 질량은 3분의 1이 안된다. 토성의 밀도가 태양계 중 제일 작다는 것을 추론할 수 있다. 외행성에서 제일 가벼운 가스 형태의 행성인 천왕성은 자전축이 황도면에 비해 100도가량 기울어져 있는 형태로 태양이 마치 누운 것처럼 도는 듯 착각을 불러일으킨다. 중심핵이 다른 행성에 비해 차가우며 방출 열의 에너지 양 또한 작다.

해왕성 궤도

태양계 해왕성 궤도 바깥쪽은 미지의 세계로 알려져 있다. 천체 대다수가 아주 작고 지구 직경의 5분의 1 크기라고 한다. 질량은 달보다도 작은 수준이며 구성요소 대부분이 암석과 얼음으로 이루어져 있다. 이중 카이퍼 대는 소행성대와 유사하지만 파편 조각으로 구성된 거대 고리이다. 주요 물질이 얼음인 부분이 소행성대와 차이가 있다. 태양에서 30-50천 문 단위 지역에 위치하고 있다. 대부분이 태양계의 소천체이지만 향후 덩치가 큰 천체들은 왜행성으로 재분류할 여지가 다분하다. 해왕성궤도의 명왕성과 카론은 거대한 천체로 알려져 있다. 최초 발견된 1930년대 9번째의 행성으로 구분되었지만 2006년 국제천문연맹에서 새로운 유형의 행성이 정의가 된 후 자격요건 3가지에서 3번째를 충족하지 못해 행성의 구분에서 탈락이 된다. 명왕성 궤도는 다른 행성이 비하면 이심률이 아주 크다. 황도면에 대해서 17도가량 틀어져 있다. 태양에서 평균 거리 39천 문 단위로 기록되며 가장 가까운 데는 30도, 멀어질 때는 50 정도로 차이가 크다. 명왕성의 가장 거대한 위성인 카론이 그 자체로도 왜행성으로 분류될지는 불명확하다. 명왕성과 카론의 질량이 중심부가 어느 한쪽 내부에 있는 것은 아니며 두 천체 중간 우주 공간에 형성되어 있는 종과 주인 관계이기보다 쌍성계와 유사하다. 해왕성 궤도에서 하우메아와 마케마케 천체가 존재한다. 하우메아는 달걀 모양으로 타원형 모양이며 위성이 2개가 존재한다. 마케마케는 명왕성 다음으로 가장 밝다.