외부 태양계에서 3개의 새로운 작은 위성 발견
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2024-02-28 10:14:55
4'00" 읽기
- 새로 발견된 3개의 위성은 모두 지름이 몇 킬로미터에 불과, 가장 작고 가장 희미한 위성
- 한때 포획되었던 더 큰 천체의 잔해일 것
- 28번째 천왕성의 달
두 개의 얼음 세계인 천왕성과 해왕성은 태양계에서 가장 멀리 떨어져 있고 지금까지 탐사가 가장 적은 행성이다. 그들의 이국적인 내부, 자기장, 폭풍에 휩싸인 가스 구곽 여전히 미스터리로 남아 있다. 태양계 초기에 두 행성이 서로 자리를 바꾼 이유와 천왕성이 옆으로 기울어지게 된 원인은 부분적으로만 이해됐다.
멀리 떨어져 있는 두 얼음 행성의 위성에 대한 지식도 마찬가지로 불완전하다. 지금까지 천왕성 주위에는 27개의 달이, 해왕성 주위에는 14개의 달이 알려져 있었으며, 마지막 히포캠프(Hippocamp)는 2016년에야 발견됐다.
28번째 천왕성의 달은 행성 중 가장 작다
워싱턴 DC에 있는 카네기 연구소의 Scott S. Sheppard가 이끄는 천문학자들은 천왕성 주변의 또 다른 달과 해왕성 주변의 두 달을 발견했다. 셰퍼드는 “새로 발견된 세 개의 달은 이 두 얼음 거인 주위에서 지구 기반 망원경으로 감지한 것 중 가장 희미한 것이다”고 말했다. "그들을 찾으려면 특별한 이미지 처리가 필요했다.“
셰퍼드는 2023년 11월 칠레 라스 캄파나스 천문대에서 마젤란 망원경을 사용해 천왕성의 초승달에 대한 최초의 증거를 발견했다. 그러나 천문학자들이 여러 밤의 이미지를 겹쳐 비교했을 때 빛의 작고 약한 지점이 무엇인지 분명해졌다. 이것은 빛의 반점이 천왕성과 함께 그리고 그 주위에서 움직이고 있음을 보여주었다. 그것은 천왕성의 달임에 틀림이 없었다.
임시 이름 ‘S/2023 U1’을 가진 천왕성 달은 얼음 행성 주변의 위성 수를 28개로 늘렸고, 또한 20여 년 만에 천왕성 주변에서 처음으로 새로운 달을 발견하게 된 것이다. 천문학자들의 보고에 따르면 새로 발견된 달은 지름이 약 8km에 불과해 현재까지 알려진 천왕성 위성 중 가장 작다. ‘S/2023 U1’은 편심 경사 궤도에서 행성을 공전하며 한 궤도를 완료하는 데 약 680일이 걸린다.
해왕성 주변에서도 성장
새로 발견된 해왕성의 두 위성은 이미 2021년 마젤란 망원경과 일본 스바루 망원경의 이미지에서 볼 수 있었다. 그러나 여기서도 해왕성의 위성임을 확인하기 위해서는 수년간의 후속 연구가 필요했다. 천문학자들은 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 강력한 망원경과 하와이에 있는 제미니 천문대의 8m 망원경의 도움을 받아 해왕성의 두 달 중 더 작은 위성만 식별할 수 있었다.
이는 현재 해왕성에는 이전보다 2개가 늘어난 16개의 알려진 위성이 있다는 것을 의미한다. 새로 발견된 2개의 위성 중 더 크고 밝은 위성(가칭 S/2002 N5)은 크기가 23km이고 행성 궤도를 도는 데 거의 9년이 걸린다. 두 번째로 작은 발견 S/2021 N1은 크기가 약 14km에 불과하므로 현재까지 가장 작은 해왕성 달인 Hippocamp보다 훨씬 작다. Sheppard의 보고에 따르면 이 별의 공전 주기는 거의 27년이다.
달의 “정원”과 유사함
새로 발견된 위성은 천문학자들이 설명하는 것처럼 태양계 외부 행성이 모두 매우 유사한 구조의 달 “마당”을 가지고 있음을 확인시켜 준다. 여기서 달 영역의 가장 안쪽과 가장 바깥쪽 영역은 편심 궤도와 일반적으로 상당히 기울어진 궤도에 있는 작은 얼음 덩어리로 이루어져 있다. "심지어 옆으로 기울어진 천왕성조차도 태양계의 다른 거대 행성들과 비슷한 외부 달의 인구를 가지고 있다"고 셰퍼드는 말한다.
또한 주목할 만한 점은 새로 발견된 세 개의 달 모두 이미 알려진 위성인 천왕성과 해왕성과 궤도가 평행하다는 점이다. Sheppard가 보고한 대로 S/2023 U1은 천왕성의 위성 Caliban 및 Stephano와 궤도가 유사하다. 해왕성의 작은 위성 S/2021 N1은 Psamanthe 및 Neso와 유사한 궤도를 따르며 S/2002 N5의 궤도는 Sao 및 Laomedeia의 궤도와 유사하다.
포획된 원시 달의 잔해?
천문학자에 따르면, 이것은 작은 크기와 편심 궤도와 함께 이 위성들이 행성과 함께 형성되지 않았음을 암시한다. 대신, 세 개의 달은 모두 천왕성과 해왕성에 의해 처음 포착됐지만 충돌로 인해 부서진 더 큰 천체에서 나왔을 것이다. 이러한 충돌로 인한 잔해는 작고 불규칙한 위성으로 남아 있었다. 따라서 셰퍼드와 그의 팀은 천왕성과 해왕성 주변에 더 작은 다른 위성이 있을 가능성이 있다고 믿고 있다.
새로 발견된 위성 세 개 모두 아직 최종 이름을 받지 못했다. S/2023 U1은 천왕성 위성의 일반적인 명명 규칙에 따라 셰익스피어 연극의 캐릭터 이름을 따서 명명될 예정이다. 두 개의 해왕성 위성 S/2021 N1과 S/2002 N5는 그리스 신화에 나오는 바다 요정인 50명의 네레이드 중 하나의 이름을 따서 명명됐다.
출처: Carnegie Science
- 새로 발견된 3개의 위성은 모두 지름이 몇 킬로미터에 불과, 가장 작고 가장 희미한 위성
- 한때 포획되었던 더 큰 천체의 잔해일 것
- 28번째 천왕성의 달
천왕성과 해왕성 주위에서 새로운 달 발견
천왕성에서 가장 작은 달과 해왕성 주변에서 두 개의 초승달
태양계의 달 성장:
천문학자들은 외부 태양계에서 3개의 새로운 작은 위성을 발견했다. 하나는 천왕성 주위에 있고 두 개는 해왕성 주위에 있다. 이는 천왕성에 현재 28개의 위성, 그 바깥쪽 이웃인 해왕성은 16개의 위성이 있다는 의미다. 새로 발견된 3개의 위성은 모두 지름이 몇 킬로미터에 불과하며 가장 작고 가장 희미한 위성 중 하나다. 그것들은 아마도 한때 포획되었던 더 큰 천체의 잔해일 것이다.
 |
| ▲ 여러 망원경 이미지를 합성한 이 합성물에서 작고 희미한 빛의 점(화살표)은 새로 발견된 천왕성의 28번째 달이다. © Scott Sheppard. |
두 개의 얼음 세계인 천왕성과 해왕성은 태양계에서 가장 멀리 떨어져 있고 지금까지 탐사가 가장 적은 행성이다. 그들의 이국적인 내부, 자기장, 폭풍에 휩싸인 가스 구곽 여전히 미스터리로 남아 있다. 태양계 초기에 두 행성이 서로 자리를 바꾼 이유와 천왕성이 옆으로 기울어지게 된 원인은 부분적으로만 이해됐다.
멀리 떨어져 있는 두 얼음 행성의 위성에 대한 지식도 마찬가지로 불완전하다. 지금까지 천왕성 주위에는 27개의 달이, 해왕성 주위에는 14개의 달이 알려져 있었으며, 마지막 히포캠프(Hippocamp)는 2016년에야 발견됐다.
28번째 천왕성의 달은 행성 중 가장 작다
워싱턴 DC에 있는 카네기 연구소의 Scott S. Sheppard가 이끄는 천문학자들은 천왕성 주변의 또 다른 달과 해왕성 주변의 두 달을 발견했다. 셰퍼드는 “새로 발견된 세 개의 달은 이 두 얼음 거인 주위에서 지구 기반 망원경으로 감지한 것 중 가장 희미한 것이다”고 말했다. "그들을 찾으려면 특별한 이미지 처리가 필요했다.“
셰퍼드는 2023년 11월 칠레 라스 캄파나스 천문대에서 마젤란 망원경을 사용해 천왕성의 초승달에 대한 최초의 증거를 발견했다. 그러나 천문학자들이 여러 밤의 이미지를 겹쳐 비교했을 때 빛의 작고 약한 지점이 무엇인지 분명해졌다. 이것은 빛의 반점이 천왕성과 함께 그리고 그 주위에서 움직이고 있음을 보여주었다. 그것은 천왕성의 달임에 틀림이 없었다.
 |
| ▲ 천왕성에는 현재 27개의 알려진 달이 있으며, 그 중 일부는 제임스 웹 우주 망원경이 촬영한 이 이미지에 표시되어 있다. © NASA/ESA/CSA, STScI |
임시 이름 ‘S/2023 U1’을 가진 천왕성 달은 얼음 행성 주변의 위성 수를 28개로 늘렸고, 또한 20여 년 만에 천왕성 주변에서 처음으로 새로운 달을 발견하게 된 것이다. 천문학자들의 보고에 따르면 새로 발견된 달은 지름이 약 8km에 불과해 현재까지 알려진 천왕성 위성 중 가장 작다. ‘S/2023 U1’은 편심 경사 궤도에서 행성을 공전하며 한 궤도를 완료하는 데 약 680일이 걸린다.
해왕성 주변에서도 성장
새로 발견된 해왕성의 두 위성은 이미 2021년 마젤란 망원경과 일본 스바루 망원경의 이미지에서 볼 수 있었다. 그러나 여기서도 해왕성의 위성임을 확인하기 위해서는 수년간의 후속 연구가 필요했다. 천문학자들은 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 강력한 망원경과 하와이에 있는 제미니 천문대의 8m 망원경의 도움을 받아 해왕성의 두 달 중 더 작은 위성만 식별할 수 있었다.
이는 현재 해왕성에는 이전보다 2개가 늘어난 16개의 알려진 위성이 있다는 것을 의미한다. 새로 발견된 2개의 위성 중 더 크고 밝은 위성(가칭 S/2002 N5)은 크기가 23km이고 행성 궤도를 도는 데 거의 9년이 걸린다. 두 번째로 작은 발견 S/2021 N1은 크기가 약 14km에 불과하므로 현재까지 가장 작은 해왕성 달인 Hippocamp보다 훨씬 작다. Sheppard의 보고에 따르면 이 별의 공전 주기는 거의 27년이다.
 |
| ▲ 새로 발견된 두 개의 해왕성 위성 S/2021 N1 및 S/2002 N5의 위치를 이미 알려진 해왕성의 위성과 비교 © Exoplanetaryscience/ CC-by 4.0 |
달의 “정원”과 유사함
새로 발견된 위성은 천문학자들이 설명하는 것처럼 태양계 외부 행성이 모두 매우 유사한 구조의 달 “마당”을 가지고 있음을 확인시켜 준다. 여기서 달 영역의 가장 안쪽과 가장 바깥쪽 영역은 편심 궤도와 일반적으로 상당히 기울어진 궤도에 있는 작은 얼음 덩어리로 이루어져 있다. "심지어 옆으로 기울어진 천왕성조차도 태양계의 다른 거대 행성들과 비슷한 외부 달의 인구를 가지고 있다"고 셰퍼드는 말한다.
또한 주목할 만한 점은 새로 발견된 세 개의 달 모두 이미 알려진 위성인 천왕성과 해왕성과 궤도가 평행하다는 점이다. Sheppard가 보고한 대로 S/2023 U1은 천왕성의 위성 Caliban 및 Stephano와 궤도가 유사하다. 해왕성의 작은 위성 S/2021 N1은 Psamanthe 및 Neso와 유사한 궤도를 따르며 S/2002 N5의 궤도는 Sao 및 Laomedeia의 궤도와 유사하다.
포획된 원시 달의 잔해?
천문학자에 따르면, 이것은 작은 크기와 편심 궤도와 함께 이 위성들이 행성과 함께 형성되지 않았음을 암시한다. 대신, 세 개의 달은 모두 천왕성과 해왕성에 의해 처음 포착됐지만 충돌로 인해 부서진 더 큰 천체에서 나왔을 것이다. 이러한 충돌로 인한 잔해는 작고 불규칙한 위성으로 남아 있었다. 따라서 셰퍼드와 그의 팀은 천왕성과 해왕성 주변에 더 작은 다른 위성이 있을 가능성이 있다고 믿고 있다.
새로 발견된 위성 세 개 모두 아직 최종 이름을 받지 못했다. S/2023 U1은 천왕성 위성의 일반적인 명명 규칙에 따라 셰익스피어 연극의 캐릭터 이름을 따서 명명될 예정이다. 두 개의 해왕성 위성 S/2021 N1과 S/2002 N5는 그리스 신화에 나오는 바다 요정인 50명의 네레이드 중 하나의 이름을 따서 명명됐다.
출처: Carnegie Science
[더사이언스플러스=문광주 기자]
[ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]
