8. 행성이 뭘까? 과학만으로는 답하기 어렵다

행성을 정의하는 기준은 다양합니다.

사실 앨런 스턴을 비롯한 행성 과학자들은 이미 1990년대 초반에 행성의 새로운 정의를 제안한 바 있어요.

20세기 후반에 들어서 태양계 소천체들이 더 많이 발견되고 명왕성의 독특한 특징들도 알게 되었기 때문에, 행성이라는 개념을 정리해야 할 필요성은 누구나 느꼈던 겁니다.

1991년 앨런 스턴은 1번('태양을 중심으로 공전하는 궤도를 갖는다')과 2번('구형에 가까운 모양을 유지할 수 있을 정도로 충분히 무거워야 한다') 조건을 만족하고 스스로 빛을 내지 못하는 천체는 모두 행성으로 봐야한다고 주장했어요.

이러한 정의를 '지구물리학적 행성 정의(The Geophysical Planet Definition)'라고 합니다.

이름이 기니까 'GPD' 정의로 줄여서 부르도록 할게요.

GPD에서 중요한 것은 3번 조건을 고려하지 않는다는 점입니다.

즉, 공전 궤도 주변에 어떤 천체가 얼마나 있든 상관없이 행성 여부를 판정한다는 것이죠.

궤도의 특성은 천체의 본질적인 특징이 아니라고 보는 입장입니다.

예를 들어서, 명왕성이 카론에 휘둘리거나 궤도 근처에 카이퍼 벨트 천체들이 많이 있더라도 GPD 조건만 충족하면 행성이라고 보는 데 문제가 없습니다.

카론이나 카이퍼 벨트 천체들 같은 '외부 요인'이 명왕성 자체의 정체성과 분류에 영향을 미쳐서는 안 된다는 것이죠.

GPD에 따르면 명왕성은 물론이고 달을 포함한 목성, 토성의 큰 위성들도 모두 행성에 속해야 했어요.

GPD를 통해 앨런 스턴이 제안한 것은, 명왕성이든 위성이든 다 태양계 행성이라는 큰 범주에 넣고 거기에서 구체적인 성질(질량, 궤도 특성, 구성 성분, 지형 등)에 따라 세분화하는 분류 체계였습니다.

'수금지화목토천해명' 등은 '주행성(primary planets)'에 넣고 달이나 가니메데, 유로파, 이오, 타이탄 등의 위성들은 '위성행성(satellite planets)'에 넣는 식으로 말이죠.

이와 비슷한 맥락으로 2022년 초에도 '달은 행성이다(Moons are planets)'라는 도발적인 제목을 붙인 논문이 출판되기도 했어요. 앨런 스턴이 공저자로 들어가 있죠.

이 논문에서는 '행성'이라는 분류가 역사적으로 어떻게 사용되어 왔는지를 짚어 가며 현재 국제천문연맹의 행성 정의에는 문제가 있다고 지적합니다.

원래 20세기 이전에는 행성을 명시적으로 정의하지 않았어요.

그저 '떠돌이별'은 모두 행성이었을 뿐입니다.

이렇게 따지면 달을 비롯한 위성들도 행성이 아니어야 할 이유가 없었고, 실제로도 17세기에는 달을 행성으로 분류하기도 했습니다.

또한 1801년 세레스가 발견되자 한동안 세레스도 행성으로 분류되었던 기록이 있지요.

이후 세레스는 궤도 근처에서 소행성대가 발견되며 행성 지위에서 내려와 소행성 취급을 받다가, 국제천문연맹의 행성/왜소행성 정의에 의해 다시 왜소행성이 된 겁니다.

이 논문에 따르면 이렇게 분류가 마구 바뀌어 온 이유는 결국 '행성의 개수를 제한하기 위해서', 더 나아가면 '행성의 이름을 붙이기가 어려워서'라는 겁니다.

실제로도 '수금지화목토천해명' 모두 관습적으로 신의 이름을 따서 천체의 이름을 정했으니까요.

그런데 행성의 개수가 너무 많아지면 거기에 일일이 모두 이름을 붙이기가 어려워집니다.

그러니 행성의 개수를 의도적으로 제한하려고 할 수도 있겠죠.

GPD 방식을 지지하는 쪽에서는 이런 관습적인 이유 말고 정말 천체 자체의 특성만을 고려하여 행성을 정의하는 것이 더 적합하고 과학적이라는 주장을 펼치고 있습니다.

결국 명왕성을 행성에 포함시키자는 천문학자들의 주장은 강등당한 명왕성이 마냥 불쌍해서 하는 소리가 절대로 아닙니다.

태양계 천체들을 어떻게 분류할 것인지 치열하게 고민하며 주장하고 있는 것이죠.

GPD 정의처럼 2006년 이전에 이미 제안되었던 행성 정의 방식도 있었고요.

행성이 많으면 안 된다는 고정 관념을 벗어나서, 궤도 특성보다는 천체 그 자체의 성질에 집중해서 행성을 정의해보자는 참신한 주장입니다.