명왕성의 새로운 두 위성

명왕성에서 기존의 위성 카론(Charon) 외에 두 개의 위성 더 발견

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허블 우주 망원경이 5월 중순 경에 촬영한 영상으로서 명왕성의 새로운 위성이라고 추정되는 천체들입니다.
  
허블우주망원경을 활용하고 있는 연구팀이 명왕성의 새로운 위성으로 추정되는 두 천체를 발견했습니다. 기존의 위성인 카론(Charon) 외에 두 개의 위성이 더 추가되게 됩니다. 그 뿐 아니라 카이퍼대 천체가 명왕성을 포함해서 총 4개가 되는 셈입니다.

앨런 스턴(S. Alan Stern, 사우스웨스트 연구소, 콜로라도)과 해럴드 위버(Harold F. Weaver, 존스 홉킨스 대학교 응용물리연구소)가 이 천체를 촬영한 시점은 5월 15일과 18일입니다. 이들은 이때 1월에 명왕성으로 발사할 뉴허라이즌스(New Horizons) 탐사 임무를 위하여 명왕성을 관측하고 있었습니다.

이 천체들은 임시로 S/2005 P1과 S/2005 P2로 명명되었습니다. 명왕성으로부터 각각 64500km 및 49500 km 떨어져 있으며, 공전 궤도면이 카론의 궤도면과 나란합니다. 밝기는 각각 23.1 등급 및 23.4 등급입니다. 밝기로 추정해 볼 때 이들의 지름은 대략 150km와 100km인 것으로 여겨집니다. 운석과 비슷한 반사율을 보인다고 가정했을 때의 추정값입니다. 공전 주기는 각각 38일과 25.5일입니다.

더욱 흥미로운 것은 이 위성들이 어떻게 형성되었는가 하는 점입니다. 스턴은 이 위성들이 다른 데서 형성되었다가 명왕성에 붙잡힌 것은 아니라고 생각하고 있습니다. 카론과 마찬가지로, 태양계에 존재하던 작은 파편들이 큰 운동에너지를 갖고 충돌하여 형성된 것으로 보고 있습니다.

로빈 캐넙(Robin M. Canup, 싸우쓰웨스트 연구소, 콜로라도)의 생각도 같습니다. 캐넙은 명왕성-카론 계의 형성에 관한 연구를 해오고 있는데, 그 연구 성과를 적용하여 새로 발견된 위성들의 형성 비밀을 파헤칠 계획입니다. 캐넙은 카론을 형성하게 한 충돌 과정에서 이 위성들도 형성된 것으로 보고 있습니다.

마크 부이(로웰 천문대)는 2002년에 허블 우주 망원경을 이용하여 명왕성을 촬영한 바 있습니다. 부이가 이 영상에서 위성들의 존재를 확인함에 따라 이들이 명왕성의 위성이라는 점을 확신할 수 있었습니다. 이 때가 10월 말입니다.

사실 부이는 자신이 2002년에 촬영했던 영상에 이 위성들이 있었음에도 불구하고, 그 존재를 확인하지는 못했습니다. 문제는 노출 시간 때문인데요. 스턴과 위버가 명왕성을 촬영할 때 8분이라는 긴 노출 시간을 준 데 반해, 부이는 노출을 짧게 주었습니다. 나중에 정밀 조사를 통해서 이 위성들이 자신의 영상에 존재한다는 사실을 확인하게 된 것입니다.

스턴과 그의 동료들은 5월에 처음 이 천체들을 확인한 뒤 지상의 망원경을 이용하여 몇 차례 더 관측을 시도했지만, 매번 실패했습니다. 날씨가 안좋거나, 명왕성이 너무 지평선에 가까이 있어서 관측하기 어려웠던 것입니다. 현재로선 명왕성이 태양 저 너머에 있기 때문에, 지상에서 이 위성들을 관측하려면 내년 2월까지는 기다려야 합니다.

한편, 지상에서 앞으로 더 관측을 한다고 하더라도 이 위성들처럼 큰 위성들을 더 발견할 수 있을 것 같지는 않습니다. 위버와 스턴이 명왕성 주변에서 20 km보다 큰 천체들을 철저히 조사했기 때문입니다. 이보다 작은 천체들은 지상의 망원경으로는 발견하기 어렵습니다. 2015년에 뉴허라이즌(New Horizons) 탐사선이 명왕성에 도착하면 이보다 더 많은 위성들이 발견될 수도 있는 일입니다.

출처 : Sky & Telescope, http://www.skyandtelescope.com/

조영우

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