현재 명왕성을 향해 날아가는 탐사선 뉴 호라이즌 (이전 포스팅 http://blog.naver.com/jjy0501/100103977749 를 참조) 이 2015 년에 명왕성과 카론에 근접하기 전에 이미 명왕성에는 카론 이외에 닉스와 히드라라는 위성이 있다는 것이 알려져 있습니다. 이전 명왕성 관련 포스팅에서 설명했듯이 명왕성은 상대적으로 크기 차이가 적은 위성인 카론와 중력으로 연결되어 아령처럼 돌고 있으며 태양계에서 쌍성계 시스템이 가장 가까운 행태로 생각되고 있습니다. 그리고 그 주변을 닉스와 히드라라는 비교적 작은 위성이 돌고 있습니다.
(명왕성 (Pluto) 와 그 위성 (혹은 동반성) 인 카론 (Charon) 의 모습이다. 옆에는 다른 위성들인 닉스와 히드라가 보임. This file is in the public domain because it was created by NASA. )
아마도 뉴 호라이즌 호가 카이퍼 벨트와 명왕성에 실제 도달하면 이보다 더 많은 위성들이 발견될 수 도 있을 듯 하지만 이미 개량 작업을 마친 허블 우주 망원경은 2011 년 7월 20일 새로운 4번째 위성을 발견했다고 보고했습니다. 이전 명왕성 포스팅을 쓸 때는 몰랐던 일이지만 새롭게 밝혀진 내용이라 추가 포스팅 해보겠습니다.
일단 허블 우주 망원경은 마지막 업그레이드 미션에서 새로운 Wide Field Camera 3 를 탑재한 바 있습니다. 이후 이를 이용해 여러가지 관측이 이루어졌고 2011 년 6월 28 일에는 명왕성 주변에 현재까지 알려지지 않은 고리가 있는지를 알기 위해 명왕성에 대한 정밀 관측이 이루어졌습니다. 이후 수회의 관측 결과 1978 년 카론이 알려지고 2005 년에 닉스와 히드라가 알려진 이후 다시 새로운 위성이 있다는 것이 확인되었습니다. 일단 임시 명칭으로 이 위성은 S/2011 P 1 혹은 P4 라는 명칭이 부여되었습니다. 참고로 닉스와 히드라가 2005 년 발견되었을 때 임시 명칭은 S/2005 P 1 (히드라), S/2005 P 2 (닉스) 였습니다.
(새롭게 발견된 P4 는 크기가 매우 작아서 작은 점으로 밖에 보이지 않으나 명왕성 주변을 공전하고 있는 것이 확실하게 나타나고 있음 This file is in the public domain because it was created by NASA. )
아직 어떤 공식 명칭이 붙여질지는 결정되지 않았지만 아무튼 반지름 1153 km 정도에 불과한 작은 천체인 (지구 질량과 비교하면 0.218% 에 불과한 작은 질량을 가지고 있으며 달과 비교해도 그 질량이 1/5 이 채 안되 않을 만큼 작다. 지름은 달의 2/3 정도) 명왕성이 이렇게 복잡한 위성 시스템을 가지고 있다는 것은 사실 의외입니다.
(출처 : wiki)
새롭게 발견된 위성은 그 지름이 13 - 34 km 정도로 작은 편이고 공전 궤도는 닉스와 히드라 사이입니다. 명왕성에서의 거리는 59000 km 정도로 명왕성의 크기를 생각하면 아주 가까운 거리라곤 할 수 없어 보입니다. 공전 주기는 32.1 일로 달과 거의 비슷한 정도입니다. 닉스와 히드라가 명왕성 및 카론과 가까이 공전하기 때문에 각각 4:1, 6:1 궤도 공명 (Orbital Resonance) 를 하는 것과 같이 새로 발견된 P4 역시 현재 5:1 궤도 공명을 하고 있는 것으로 추정됩니다. 즉 카론과 이들 위성들이 1:4:5:6 궤도 공명을 하는 셈이죠.
이와 같은 명왕성의 위성과 궤도 공명이 생겨난 원인에 대해서 명왕성의 초기에 대형 천체와 충돌 후에 남은 파편들이 명왕성과 위성을 형성하면서 자연스럽게 생긴 것이 아닌가 생각되고 있습니다. 앞으로 추가 관측에서 과연 작은 명왕성이 생각보다 더 복잡한 위성 시스템을 가지고 있는지가 밝혀질 수도 있을 것 같습니다.
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