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2017년 1월 18일 수요일

태양계 이야기 585 - 명왕성의 위성이 명왕성의 대기를 지킨다.



(Charon, a moon of Pluto. When Charon is positioned between the sun and Pluto, Georgia Tech research indicates that the moon can significantly reduce atmospheric loss. Credit: NASA-JHUAPL-SwRI)


 명왕성은 현재까지 알려진 천체 가운데 대기를 가진 가장 작은 천체입니다. 지구 지름의 1/5이 채 안되는 달보다 작은 천체가 대기를 가질 수 있는 것은 여러 가지 조건들이 합쳐진 결과입니다. 우선 명왕성의 극도로 낮은 기온이 가스가 우주로 흩어지는 것을 방지하는 역할을 하며 궤도에 따라 대기를 이루는 물질이 얼어붙어서 사라지는 것 역시 물질을 보호하는 역할을 담당합니다. 태양과의 거리가 멀어서 태양풍이 약한 것도 대기가 존재할 수 있는 이유 중 하나입니다. 


 여기에 더해서 조지아 공대의 캐롤 패티 교수(Carol Paty, a Georgia Tech associate professor in the School of Earth and Atmospheric Sciences.)와 그녀의 동료들은 명왕성의 위성 카론이 명왕성의 대기를 보호하는 또 다른 방어 기전이라는 사실을 발견했습니다.


 명왕성은 명왕성 지름의 절반에 해당되는 거대한 위성인 카론을 거느리고 있습니다. 사실상 명왕성과 쌍성계를 이루고 있다고 해도 과언이 아닌 명왕성 - 카론계는 태양계에서 가장 흥미로운 상호작용을 일으키는 천체입니다. 그런데 아무리 가까이서 공전하고 있더라도 카론이 명왕성의 대기를 지킬만큼 큰 천체가 아니라는 점을 생각하면 어떻게 카론이 명왕성의 대기를 보호하는지 이해가 안될 수도 있습니다. 


 연구팀에 의하면 마치 배가 수면을 가르고 파문을 만드는 것처럼 카론이 명왕성 앞을 지날때 카론이 태양풍을 가르면서 명왕성을 위한 방패가 되어 준다고 합니다. 그 결과 태양풍에 의한 대기 손실이 1/100 수준으로 감소한다는 것입니다. 이 가설은 뉴호라이즌호의 관측 데이터로 뒷받침되고 있습니다. 


 현재까지 이런식으로 대기를 보호하는 메카니즘은 명왕성 - 카론계에서만 볼 수 있는 것입니다. 멀리 떨어진 얼음 천체이지만, 명왕성과 카론은 가장 흥미로운 천체 가운데 하나입니다. 


 참고 


 J.P.M. Hale et al, Pluto–Charon solar wind interaction dynamics, Icarus (2016). DOI: 10.1016/j.icarus.2016.11.036

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