목성은 600개 이상의 위성을 가지고 있다?

45개의 새로운 위성 후보의 발견으로 수백 개의 위성 더 있을 것으로 추정

최근 관측에 따르면 목성은 지금까지 알려진 79개의 위성(2018년 7월 13일 기준)이 아니라 600개 이상의 위성을 가질 수 있다. 천문학자들이 목성 궤도의 작은 부분에서 이전에 알려지지 않은 45개의 작은 위성을 발견했다. 이것은 직경이 800미터 이상인 불규칙하고 역행하는 목성 위성의 개체 수가 이전에 예상했던 것보다 훨씬 더 많다는 것을 의미한다.

▲ great red spot (위에서 부터 : Io, Europa, Ganymed 및 Callisto) 앞에서 사진 몽타주로 확대한 4 개의 갈릴리 위성. 1997년 11월 18일에 공개된 이미지다. Source NASA planetary photojournal, borders removed by Daniel Arnold

우리 태양계에서 가장 큰 세계인 목성은 종종 행성의 왕이라고 불린다.

이 행성에는 최소 79개의 알려진 위성이 있으며, 82개를 가진 토성 다음으로 두 번째다.

캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 새로운 연구에 따르면 더 많은 목성 위성이 발견될 것으로기대하고 있다. 이 천문학자들이 옳다면 목성은 주위를 돌고 있는 달이 600개나 될 것이다. 이 추가로 발견된 대기 중인 위성은 크기가 약 800미터 정도로 매우 작을 것이라고 천문학 자들은 말한다.

이 연구 결과에 대한 정보는 사실상 2020년 9월 25일 Europlanet Science Congress 2020에서 발표될 예정이지만, 그동안 The Planetary Science Journal에 게재될 arXiv에 대한 새 논문의 사전 인쇄 버전을 읽을 수 있다. ESC 2020 웹 사이트의 초록이기도 하다.

이 흥미로운 소식은 2020년 9월 14일 브리티시 컬럼비아 대학교와 2020년 9월 8일 SkyandTelescope.org의 Govert Schilling에서 보도됐다.

▲ 지금까지 목성 주변에 79개의 위성이 알려져 있지만 훨씬 더 많은 위성을 가질 수 있다. © NASA / JPL-Caltech, SwRI / MSSS, Kevin M. Gill

이 연구자들은 어떻게 목성에 대한 600개의 달을 결론을 내렸을까?

브리티시 컬럼비아 대학의 Edward Ashton, Matthew Beaudoin 및 Brett Gladman은 하와이 마우나 케아에 있는 캐나다-프랑스-하와이 망원경에서 340메가픽셀 메가 프라임 카메라로 촬영한 목성의 아카이브 이미지를 조사했다. 연구된 60 개의 이미지는 모두 2010년 9월 8일 3시간 내에 촬영됐다.

작은 달이 시야를 가로질러 이동할 수 있는 다양한 방식을 설명하기 위해 팀은 모든 이미지를 126가지 이상의 다른 디지털 방식으로 결합했다. 그들의 노력은 성과를 거두었다.

그들은 52개의 가능한 초승달을 발견했다.

물체의 직경은 800미터 정도로 작아서 크기가 25.7까지 낮아졌다.

그 52개 중 7개는 이미 알려진 달이 불규칙한 궤도에 있는 것으로 밝혀졌으며 총 45개의 새로운 탐지를 남겼다.

새로 발견된 위성은 또한 거꾸로 가는 위성으로 보인다.

즉, 목성의 자전과 관련하여 목성을 "뒤로"공전한다.

이것은 수성과 같은 행성이 지구에서 볼 때 하늘을 가로질러 이동하는 방향을 바꾸는 것처럼 보이는 겉보기 역행 운동과는 약간 다르다. 그러나 실제로는 그렇지 않다.

행성의 상대적 위치와 지구와 그들이 태양 주위를 어떻게 움직이는 지.

▲ 이 사진은 새로 발견된 45 개의 목성 위성 중 하나를 보여줍니다. © Edward Ashton / (브리티시 컬럼비아 대학교)

팀이 (확인되지 ​​않은) 초승달을 너무 많이 발견한 것은 멋지지만, 어떻게 탐지된 달에서 600 개의 달을 예측할까?

대답은 이 탐색이 목성 주변 공간의 1평방각도에서만 수행되었다는 것이다.

연구자들은 행성 주변의 나머지 지역으로 외삽함으로써 목성이 총 600개의 달을 가질 수 있다고 추정한다.

Carnegie Institution of Science의 스콧 쉐파드(Scott Sheppard)는 이전에 크기가 1km 보다 큰 위성의 수를 약 100개로 추정했다.

새 연구에 대해 Sheppard는 SkyandTelescope.org에서 Schilling에 다음과 같이 말했다.

“2018년에 발표된 목성 달 발견에 유사한 시프트 및 스택 기법을 사용했다. 또한 논문에서 신뢰할 수 있는 데 필요한 수개월 및 수년 동안 관측하지 않았기 때문에 위성으로 확인할 수없는 탐지를 언급했다. 그리고 그들의 궤도를 결정했다.”

과학자들에 따르면 이 작은 물체는 달 또는 달빛으로 간주될 만큼 충분히 크다.

목성의 고리(링)는 어떨까?

토성, 천왕성 및 해왕성의 고리와 마찬가지로, 대부분 그보다 훨씬 작은 입자로 구성되어 있으며 모래 알갱이 또는 먼지와 비슷하다. 모든 얼룩을 ‘달’로 생각하는 것은 완전히 비현실적이다. 그렇다면 크기를 어디로 결정해야할까?

▲ 목성의 고리 Source http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01627

대답은 국제천문연맹(International Astronomical Union)은 1km보다 작은 암석 물체를 달로 간주하지 않는다는 것이다.

지난주에도 목성의 위성이 예상보다 따뜻해 보인다고 보도됐다.

대부분의 열은 달 내부를 잡아당기는 목성의 중력에서 비롯된 것으로 생각되어 추가 온기를 만든다. 그러나 이제는 달이 서로를 더 데우고 있는 것 같다. 이것은 4개의 큰 갈릴언(Galiean) 위성인 Europa, Io, Callisto 및 Ganymede에 적용된다.

현재 토성은 82개의 알려진 위성을 가지고 있다.

미래의 연구는 토성 시스템에서도 수십, 수백 가지를 밝혀낼 것이다.

천왕성과 해왕성은 어떨까?

목성에 대한 연구자들의 예측이 유지되는지, 그리고 우리 태양계에서 가장 큰 행성을 공전하는 이 작은 세계가 우리 일생 동안 얼마나 더 많이 발견될 것인지 보는 것은 매우 흥미로울 것이다.

        
그 결과 목성은 직경이 800미터 이상인 불규칙한 달이 600개 이상 있을 수 있다.
태양계에서 가장 부유한 달이 될 것이다. 이 작은 인공위성의 대부분은 매우 희미하고 가스 주변에서 멀리 떨어진 곳을 맴돌기 때문에 발견하기가 어렵다.

연구원들은 2022년에 완성될 것으로 예상되는 칠레의 베라 루빈 망원경과 같은 새로운 망원경이 목성의 위성을 감지 할 수 있기를 기대한다.

▲ 하와이 마우나 케아에 있는 캐나다-프랑스-하와이 망원경. Canada-France-Hawaii Telescope를 통한 이미지. The Canada-France-Hawaii Telescope on Mauna Kea in Hawaii. Image via Canada-France-Hawaii Telescope.

결론 : 캐나다의 천문학자들은 목성을 공전하는 45개의 초승달에 대한 증거를 발견했으며 목성에는 600개가 넘는 위성이 있을 수 있다고 말했다.

출처 : The Population of Kilometer-scale Retrograde Jovian Irregular Moons​
          Europlanet Science Congress 2020; Planetary Science Journal, in press
          University of British Columbia, Europlanet Science Congress 2020, Sky & Telescope

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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