공전궤도

요약 한 천체가 다른 천체의 주위를 주기적으로 도는 길을 공전궤도라고 한다. 지구 같은 행성이 태양을 주기적으로 도는 길이나 달이 지구를 주기적으로 도는 길 등을 말한다.

공전궤도(수성)

케플러(Johannes Kepler)는 태양을 중심으로 도는 지구의 궤도를 설명하기 위해 많은 모양을 시도하였다. 그러다가 결국 행성의 궤도면이 태양을 지나가고, 궤도의 형태는 타원임을 알아내었다. 이 발견은 1609년에 케플러의 제1법칙인 타원의 법칙(the law of ellipses)으로 발표되었는데, 즉 “각 행성의 궤도는 태양을 한 초점으로 하는 타원이다.”

그런데 태양계 내의 행성들의 궤도는 태양과 각 행성 사이에서만 인력이 작용하는 것이 아니라, 행성들끼리도 인력이 작용하기 때문에 엄밀하게는 타원궤도가 되지 못하고, 시간에 따라서 그 궤도요소가 조금씩 변한다. 이러한 궤도요소 변화의 원인을 섭동(攝動)이라 한다.

공전궤도와 관련된 역사

해왕성과 명왕성의 발견은 공전궤도의 섭동력과 관련이 있다. 1781년 허쉘(William Herschel)이 천왕성을 발견한 이후, 천왕성의 공전궤도요소를 연구하던 학자들은 천왕성 궤도에 섭동력이 존재함을 알게 되었고, 이를 통해 천왕성 바깥쪽에 새로운 천체가 있으리라 보고 여러 학자들이 가능한 위치들을 수색하였다. 결국 1846년 르베리에(Le Verrier, U.J.J.)가 해왕성을 발견하였는데, 관측기술이 더 발달하여 궤도요소들을 더욱 자세히 검토해 본 결과 천왕성과 해왕성에 또다른 섭동력이 있음을 알게 되었고, 해왕성 바깥에 또 다른 천체가 있다고 보았다. 그리하여 1930년 미국 로웰천문대의 톰보(Tombaugh, Clyde W.)가 사진관측을 통해 명왕성을 발견하였다.