태양계 이야기 782 - 가장 작은 왜소행성은?

(A new SPHERE/VLT image of Hygiea, which could be the Solar System's smallest dwarf planet yet. As an object in the main asteroid belt, Hygiea satisfies right away three of the four requirements to be classified as a dwarf planet: it orbits around the Sun, it is not a moon and, unlike a planet, it has not cleared the neighbourhood around its orbit. The final requirement is that it have enough mass that its own gravity pulls it into a roughly spherical shape. This is what VLT observations have now revealed about Hygiea. Credit: ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS))

(New observations with ESO’s SPHERE instrument on the Very Large Telescope have revealed that the surface of Hygiea lacks the very large impact crater that scientists expected to see on its surface. Since it was formed from one of the largest impacts in the history of the asteroid belt, they were expecting to find at least one large, deep impact basin, similar to the one on Vesta (bottom right in the central panel). The new study also found that Hygiea is spherical, potentially taking the crown from Ceres as the smallest dwarf planet in the Solar System. The team used the SPHERE observations to constrain Hygiea’s size, putting its diameter at just over 430 km, while Ceres is close to 950 km in size. Credit: ESO/P. Vernazza et al., L. Jorda et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS))

 왜소행성 (dwarf planet, 왜행성)은 자신의 궤도에서 행성보다 작으면서 비슷한 천체가 여럿 있는 경우로 통상 수성보다 작은 천체입니다. 정확한 기준은 태양을 중심으로 공전하고 다른 천체의 위성이 아니며 구형을 유지할 수 있는 질량 (대략 지름 300-500km 수준)이 있어야 하며 주변의 다른 천체와 함께 공전하지 않아야 합니다. 이 경우 명왕성이나 세레스는 왜소행성 기준에 쉽게 넣을 수 있지만, 가장 작은 왜소행성은 무엇인지는 사실 명확한 기준이 없습니다. 

 프랑스 마르세유의 천체물리학 연구소의 피에르 베나차 (Pierre Vernazza from the Laboratoire d'Astrophysique de Marseille)와 그 동료들은 유럽 남방 천문대 (ESO)의 VLT에 설치된 SPHERE 장치를 이용해서 주소행성대에 위치한 하기에이아 (Hygiea)를 관측했습니다. 지름 430km로 소행성대에서 가장 큰 세레스의 절반 이하 크기인 하기에이아는 큰 요철이 없는 공형태로 표면에 큰 크레이터가 없는 것으로 확인되었습니다. 이번 관측에서 분명히 확인된 크레이터는 두 개 정도입니다. 

(동영상) 

 연구팀은 하기에이아가 왜소행성의 요건을 모두 충족시키기 때문에 가장 작은 왜소행성으로 분류될 수 있다고 주장했습니다. 다만 현재까지 주소행성대 소행성 가운데 왜소행성으로 분류된 소행성은 세레스 하나 뿐이며 하기에이아는 공식적으로 인정받지는 않은 상태입니다. 사실 왜소행성이라고 해도 세레스 정도가 가장 작은 크기로 여겨집니다. 

 아마도 지름 400-1000km는 소행성과 왜소행성의 중간 단계일 것입니다. 이 사이의 정확한 기준을 제시하는 것은 과학자들 사이에서도 다소 논쟁이 될 것입니다. 구형이라고 해도 어디까지를 구형이라고 볼 수 있는가를 두고 논쟁이 있을 수 있기 때문입니다. 

참고 

A basin-free spherical shape as an outcome of a giant impact on asteroid Hygiea, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0915-8 , https://nature.com/articles/s41550-019-0915-8

https://phys.org/news/2019-10-eso-telescope-reveals-smallest-dwarf.html