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astronomy

우리가 지목했던 위치에 실제로 행성이 존재한다.

사용자 글래스애니멀 2019. 10. 7. 12:41

혜왕성의 발견

윌리엄허셜이 1781년에 천왕성을 발견한 지 몇 달 만에, 천문학자들은 그 궤도에서 불규칙성 또는 섭동을 발견했다.

대부분의 궨도 섭동은 더 큰 천제의 중력에 영향을 받아 발생하지만 , 청왕성은 관측된 움직을 초래할 만한 주위 행성이 알려진 바가 없었다. 그래서 일부 천문학자들은 천왕성 바깥의 궤도를 도는 행성이 있을 것으로 추측했다.

 

보이지 않는 것을 찾아서

프랑스인 위르뱅 르베리에는 천왕성의 섭동 문제를 해결하기 위해 발견되지 않는 행성의 위치를 추정하고 뉴턴의 중력의 법칙을 이용해 그 행성이 천왕성에 어떤 영향을 미칠지 파악했다. 이런 예측을 천왕성의 관측 자료와 비교했고, 천왕성의 움직임에 따라 위치를 조정했다. 이런 과정을 수차례 반복한 결과, 르베리에는 발견되지 않는 행성이 있을 만한 위치를 지목해냈다. 그는 1846년에 이런 의견을 플랑스 과학아카데미 앞에서 발표했고, 또 자신의 예측을 베를린 천문대에서 요한 갈레에게 편지로 알렸다.  갈레는 1846년 11월 23일 아침에 르베리에의 편지를 받고 나서 행성을 찾으라는 허가를 얻었다. 갈레는 조수인 하인리히 다레스트와 함께 관측하여 그날 밤에 예측된 위치에서 1도도 안 벗어난 지점에서 미지의 천체를 발견했다. 그 후의 밤하늘 관측에서는 이 천체가 별들을 배경으로 이동하고 있고 결국 행성이란 사실이 밝혀졌다. 이 행성은 나중에 르베리에의 제안으로 행와성이라 명칭을 얻었다. 갈레는 훗잘 이 발견을 르베리에의 공으로 돌렸다. 

 

독자적인 발견

르베리에가 미지의 천체 위치를 계산하던 바로 그때 영국 천문학자 존 쿠칙 애덤스(john coch adams, 1819~1892년) 역시 천왕성 궤도의 섭동(행성의 궤도가 다른 천체의 힘에 의해 정상적인 타원을 벗어나는 형상) 원인을 찾고 있다. 그는 완전히 독자적으로 르베리에와 유사한 결론 도달했지만, 갈레가 새로운 행성을 과측할때 까지 그의 결론을 발표하지 않았다. 이 발견이 누구의 공적인가에 대해 일부 논란이 있었지만, 애덤스는 항상 르베리에가 더 큰공을 세웠을 인정했다.

 갈레는 해왕성을 관측한 최초의 인물은 아니었다. 일단 혜왕성의 궤도가 파악되자 과거의 기록을 뒤져서 갈릴레요와 존 허셜을 비롯한 다른 많은 사람들이 행성임을 깨닫지 못한 채 이미 해왕성을 관측해왔음을 확인할 수 있었다. 훗날 르베리에는 유사한 기법을 적용하여 수성의 궤도를 분석한 결과 수성 궤도의 섭동이 뉴턴 역학으로 설명 될 수 없음을 발견했다. 그는 수성의 섭동이 수성보다 더 태양에 가까운 다른 행성의 영향 때문이라고 주장하여, 그 행성에 잠정적으로'벌칸'이란 명칭을 붙였다. 

 

행성 궤도의 섭동은 태양계에서 다른 천체들의 중력의 영향으로 설명할 수 있다.

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천왕성의 궤도에는 기존에 알려진 어떤 천체로도 설명할 수 없는 섭동이 존재한다.

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천왕성 너머에 다른 행성이 있을 것이다.

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수학으로 예측된 위치에서 매우 가까운 곳에서 해왕성이 발견된다.

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뉴터의 법칙에 따라 이 행성을 찾을 위차가 지목된다.

 

 

위르뱅 리베리에

위르뱅 리베리에 파리 근교의 에콜 폴리테크니크에서 공부했다. 졸업한 후에 처음에는 화학에 관심을 가졌으나 천문학으로 전향했다. 그의 천문학 연구는 수학을 이용해 태양계 내의 천체운동을 설명하는 천체 역학에 초점을 두었다.

르베리에는 파리 천문대에서 보직을 얻어 인생의 대부분을 그곳에서 보냈고 1845년 부터는 천문대장을 맡았다.

그러나 그의 운영방식이 인기를 얻지 못하여 1870년에 교체되었다. 그러나 후임자가 익사하면서 1873년부터 다시 대장으로 복귀하여 사망할 때까지 그곳에 머물렀다.

르베리에는 일찍이 피에를 시몽 라플라스의 태양계 안정성 연구에 몰두했다. 그 후에는 주기 혜성을 계속 연구하다가 천왕성 궤도의 수수케끼로 관심을 돌렸다.

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