(An artist's conception of Mors-Somnus, a binary duo comprised of a pair of icy asteroids bound by gravity, is shown. UCF researchers recently used the James Webb Space Telescope (also depicted) to analyze their surface compositions for the first time. Credit: Angela Ramirez, University of Central Florida)
(orbit of 341520 Mors-Somnus. Credit: JPL/NASA)
제임스 웹 우주 망원경은 우주의 가장 먼 곳까지 관측해 인류의 지식을 확장하고 있습니다. 하지만 잘 알려지지 않은 사실 가운데 하나가 태양계 내 천체들 역시 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표 중 하나라는 것입니다. 예를 들어 기존의 망원경으로는 관측이 어려운 작고 어두운 태양계 외곽 천체들을 관측하는 데 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 적외선 관측 능력이 큰 도움이 됩니다.
센트럴 플로리다 대학 (UCF)의 아나 캐롤라이나 데 소유자 펠리시아노와 나오미 피닐라-알손소(Ana Carolina de Souza Feliciano and Noemí Pinilla-Alonso)는 제임스 웹 우주 망원경이 1년차 태양계 탐사 프로그램인 DiSCo-TNOs(Discovering the Surface Compositions of Trans-Neptunian Objects program) 데이터를 이용해 해왕성과 3:2 궤도 공명을 하면서 해왕성과 그 밖 궤도를 공전하고 있는 소행성 쌍성계 341520 모르스-소무스 (Mors–Somnus)를 연구했습니다.
모스스-소무스는 지름 60km 이하의 두 소행성이 21,000km 거리에서 서로 공전하는 쌍성계 소행성으로 근일점은 29AU, 원일점은 49AU의 타원 궤도를 돌고 있습니다. 예상 밀도는 0.5g/㎤ 정도로 가벼운 물질로 된 얼음 천체로 생각됩니다. 하지만 구체적인 구성 물질이나 다른 물리적 성질에 대해서는 솔직히 아는 게 별로 없었습니다. 너무 먼 거리에 있어 스펙트럼 분석이 어려웠기 때문입니다.
연구팀은 이 천체가 카이퍼 벨트에서 건너온 cold-classic TNOs 중 하나라고 보고 제임스 웹 우주 망원경의 분광 데이터를 분석했습니다. 그 결과 질소, 산소, 수소, 탄소 등 여러 가지 원소의 비율을 확인할 수 있었습니다. 현재 카이퍼 벨트 천체를 상세히 연구하기 힘든 만큼 이 데이터는 카이퍼 벨트 및 TNOs 천체들의 기원과 태양계 진화에 대한 중요한 단서를 제공할 것으로 생각됩니다.
(동영상)
현재까지 실제 탐사선이 관측한 카이퍼 벨트 천체는 2019년 뉴허라이즌스호가 관측한 아로코트가 유일합니다. 아로코트 역시 두 개의 소행성이 뭉친 눈사람 같은 모양을 하고 있는 것으로 봐서 카이퍼 벨트 천체 가운데는 이렇게 쌍성계나 두 개의 소행성이 합쳐진 합체 소행성이 많을 것으로 예상됩니다. 또 다른 카이퍼 벨트 천체를 관측한다면 어떤 모습일지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2024-03-scientists-james-webb-space-telescope.html
https://en.wikipedia.org/wiki/341520_Mors%E2%80%93Somnus
A. C. Souza-Feliciano et al, Spectroscopy of the binary TNO Mors–Somnus with the JWST and its relationship to the cold classical and plutino subpopulations observed in the DiSCo-TNO project, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202348222
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