세레스 Ceres- 생명이 존재할 수도 있을 것

[dhleepaul]

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세레스 (왜행성) - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

발견

발견자발견일궤도 성질궤도 긴반지름(a)근일점(q)원일점(Q)공전 주기(P)평균 공전 속도궤도 경사(i)궤도 이심률(e)승교점 경도(Ω)근일점 편각(ω)물리적 성질분광형지름평균 밀도질량탈출 속도반사율자전 주기겉보기등급절대등급(H)각지름평균 온도

주세페 피아치

1801년 1월 1일

2.765926424

2.545

2.987

4.6(1679.819)

17.882

10.586712

0.07976017

80.40696

73.15073

C

974.6 km

2.077±0.036 g/cm3

(9.43±0.07)×1020

0.51 km/s

0.090 ±0.0033

9.074170시간

+6.7~+9.32

+3.36 ± 0.02

0.854"~0.339"

168 ~ 235 K

발견발견자발견일궤도 성질궤도 긴반지름(a)근일점(q)원일점(Q)공전 주기(P)평균 공전 속도궤도 경사(i)궤도 이심률(e)승교점 경도(Ω)근일점 편각(ω)물리적 성질분광형지름평균 밀도질량탈출 속도반사율자전 주기겉보기등급절대등급(H)각지름평균 온도

세레스(영어: Ceres)는 소행성대에 있는 유일한 왜행성으로, 공식 명칭인 소행성명은 1 세레스(1 Ceres)이다. 상징은 ‘

’이다.[1] 이탈리아의 천문학자, 주세페 피아치가 발견한 후 반세기가 넘게 행성으로 분류되었다. 이름은 로마 신화에 등장하는 농업과 곡물의 여신인 케레스에서 유래했다.

주세페 피아치 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

지름은 970 km로, 소행성대에서 가장 크고 무거운 천체이다. (소행성대 전체 질량의 약 30%를 차지한다.)다른 소행성은 불규칙한 모형, 약한 중력임에 반해 세레스는 관측을 통해 상대적으로 무겁기 때문에 구(球)형임이 밝혀졌다.[2] 표면은 물얼음과 다양한 수화물이 혼합되어 있는 것으로 추정된다.[3] 세레스의 내부는 암석질의 핵 그리고 얼음 맨틀으로 구성되어 있으며,[4] 표면 아래에는 물로 이루어진 바다가 존재하는 것으로 생각된다.[5][6]

세레스의 겉보기등급은 +6.7 ~ +9.3 등급으로, 육안으로는 볼 수가 없다.[7] 2007년 9월 27일, NASA에서는 4 베스타 (2011 ~ 2012), 세레스 (2015)를 탐사하기 위하여 돈 탐사선을 발사했다.[8]

발견[편집]

1596년, 요하네스 케플러는에서 화성과 목성 사이[주 1]에 행성이 있을 것이라고 했다.[9] 1772년에는 요한 보데도 티티우스-보데의 법칙에 따라 같은 위치에 행성이 있어야 한다고 추측했는데,[10] 1781년에 천왕성이 발견되고 그 궤도가 잘 들어맞자, 법칙에 대한 기대치가 높아졌다. 한편, 1800년, 과학 저널, 《Monatliche Correspondenz zur Beförderung der Erd- und Himmels-Kunde》의 편집장이었던 프런즈 본 저흐는 24명의 천문학자[주 2]를 뽑아 미지의 행성을 발견하기 위한 팀을 구성하고자 했다. 하늘의 경찰들 후보 중에는 피아치도 있었는데, 그는 초대장이 도달하기 전에 이미 세레스를 발견했다. 피아치는 다른 별을 찾고 있었다가 새로운 별임을 확신하고 관측 결과를 발표하면서도[11][12] 동료인 두 명의 천문학자, 밀라노의 바르나바 오리아니와 베를린의 보데에게만 편지를 보내고 처음에는 혜성이라고 생각했지만, 움직임이 느리지만 일정한 게, 혜성이 아닌 다른 무언가인 거 같다고 덧붙였다.[13] 4월, 피아치는 오리아니와 파리의 제롬 랄랑드에게 최종적인 관측 결과를 보냈고,[14] 이는 《Monatliche Correspondez》 1801년 9월호에 실렸다.[15] 다른 천문학자들도 피아치의 관측 결과를 검증하려고 했지만, 시간이 흘렀기 때문에 세레스의 정확한 위치를 집어낼 수 없었다. 이에 당시 24세였던 수학자, 가우스는 최소제곱법을 이용하여 세레스의 위치를 예상했고,[16] 마침내 1801년 12월 31일, 저흐와 그의 동료 올베르스는 예상된 곳에서 세레스를 다시 발견하였다.[17]

피아치의 저서 - "Della scoperta del nuovo pianeta Cerere Ferdinandea". 세레스 발견의 개요를 설명하고 있다.이름[편집]

처음에 피아치는 Cerere Ferdinandea라고 명명했다.[18] 로마 신화에 등장하는 여신인 세레스와 양시칠리아 왕국의 페르디난도 1세의 이름을 붙인 것이다. 그러나, Ferdinandea는 다른 국가에서 납득하지 않아 빠지게 되었다. 

천문 기호는 낫을 본뜬 모양(

천문 기호 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

)이다.[19][20]

지위[편집]

                                                                      세레스 (좌측 하단), 달, 지구의 크기 비교.

세레스의 지위는 여러 번 바뀌었다. 발견되고 반세기 가까이는 행성으로 취급되었다가 1845년 이후로 비슷한 천체들이 무더기로 발견되면서 점차 소행성으로 취급되기 시작하였다. 그래도 소행성체 중에서는 가장 먼저 발견되었다는 사실에서 1 세레스라는 이름이 부여되었다.

2006년 8월 24일 열린 국제천문연맹(IAU) 총회에서 명왕성의 지위를 놓고 논쟁이 벌어졌고, 세레스도 대상에 포함되었다. 개정된 행성의 조건은 다음과 같다.[21]

1. 정역학적 평형을 이뤄 구형에 가까운 형태를 유지할 만큼의 충분한 중력을 가지고 있을 것.
2. 다른 항성 주위를 공전하되, 다른 천체의 위성이 아닐 것.
3. 자신의 궤도 인근의 다른 천체를 일소할 것.

정역학적 평형 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

마지막 조건 때문에 세레스는 더 이상 행성이 아니게 되었다. 소행성대의 수많은 소행성과 궤도를 공유하기 때문이었다. 마찬가지로 조건을 만족하지 못한 천체들은 왜행성으로 분류되었다.

왜행성 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

물리적 특성[편집]

처음 발견된 10개의 소행성과 달의 크기의 척도. 가장 좌측이 세레스이다.

허블 우주 망원경이 찍은 세레스, 2003년 ~ 2004년에 걸쳐서 찍었으며 해상도는 30 km이다. 돈 우주선의 근접 관측 결과 밝은 부분은 크고 작은 여러 점으로 구성되어 있었으며 황산마그네슘과 같은 염류의 덩어리로 추정된다.

세레스는 화성과 목성 사이에 놓인 소행성대에서 가장 큰 천체이다.[3] 그 질량은 작은 소행성들을 분석하면서 측정되었다. 측정자에 따라서 그 결과도 조금씩 달랐다.[22] 2008년 기준으로, 가장 믿을만한 값은 대략 9.4 × 1020 kg[22][23]으로 소행성대 총 질량인 3.0 ± 0.2 × 1021 kg의 대략 1/3의 해당하는 값이며,[24] 달 질량의 1.3 %를 차지한다. 이런 세레스의 크기와 질량은 거의 구형 형태를 유지하는데 충분한 수치이다.[4] 즉, 유체정역학적 평형에 가깝다는 뜻이다. 반면, 2 팔라스,[25] 3 유노와[26] 특히, 10 히기에이아[27]는 꽤나 불규칙적인 모양인 것으로 알려져 있다. 관측으로 세레스의 북극점의 위치를 알아낼 수 있었다.(용자리, 적경 19 h 24 min, 적위 +59°) 이것은 세레스의 자전축의 기울기가 매우 작다는 것(약 3°)을 의미한다.[2][4]

내부 구조[편집]

코넬 대학의 피터 토마스는 세레스의 내부 구조는 암석질 핵과 얼음 맨틀로 구성되어있다고 주장했는데,[4] 그 이유는 세레스의 편평도가 매우 작기 때문이라고 설명했다.[4] 100 km 두께의 맨틀에는 (세레스 부피의 50 , 질량의 23 ~ 28 %를 차지한다.)[28] 200만 km3의 물이 존재한다. 이는 지구 상의 전체 민물의 양 보다 많은 양이다.[29] 이 결과는 2002년 켁 망원경의 관측과 진화 모델을 토대로 얻어진 결과이다.[5][23] 또한, 표면의 특징과 과거의 일어난 일로 미루어 볼 때, 세레스 내부에 휘발성 물질이 있는 것으로 추정된다.[23]

다른 주장으로 세레스의 모양과 크기는, 내부에 구멍이 많아 그 구조의 분화 여부로 설명할 수 있다는 주장이 있다. 얼음 층 위에 암석 층이 존재한다는 사실은 중력적으로 불안정하다는 것을 의미한다. 만약 암석 침전물이 얼음 층 아래로 유입됐다면 염류가 생성되었을 것이나, 이것은 발견되지 않았다. 따라서, 세레스에는 거대한 얼음 지각이 존재하지는 않지만 대신, 물로 구성된 낮은 밀도의 소행성에서 형성되었다는 사실로 설명이 가능하다. 한편, 방사성 동위원소가 붕괴하는 현상으로 내부 구조의 분화를 설명하기에는 충분하지 않다. 그런데, 최근 연구발표로는 지구 내부와 비슷하다는 점도 있다.[30]

표면[편집]

세레스의 표면은 C형 소행성의 구성물과 매우 유사하다.[3] 하지만, 어느 정도 차이점도 존재한다. 적외선 스펙트럼으로 미루어 볼 때 나타나는 특징은 수화(hydrate)된 물질이 많다는 것이다. 이는 내부에 많은 양의 물이 있음을 의미한다. 이외에도 탄소질의 콘드라이트 운석에서 흔히 볼 수 있는 철이 풍부한 흙이 존재할 가능성이 있다.[3] 한편, 세레스의 스펙트럼을 봤을 때, C형 소행성과는 달리 탄산염은 존재하지 않는다.[3] 때때로 세레스를 G형 소행성으로 분류하기도 한다.[31]

세레스의 표면은 상대적으로 온화하다. 1991년 5월 5일, 태양이 남중 했을 때, 측정된 최대 온도는 235 K였다.[32]

세레스의 내부 구조를 묘사한 그림

1995년에 허블 우주 망원경으로 촬영한 자외선 영상에는 어두운 영역이 있는데 당시에는 피아치라는 이름이 붙여졌다.[33] 이 영역은 현재의 댄투 충돌구 부근이다.[34] 2002년, 켁 망원경으로 촬영한 근적외선 영상에는 밝고 어두운 부분이 곳곳에 보인다.[35] 2003년부터 2004년까지 허블 우주 망원경으로 촬영한 가시광선 영상으로는 11가지의 지형을 구분할 수 있었는데, 그 중 하나는 1995년에 촬영된 "피아치" 인 것으로 드러났다.[36]

과거에 지질학적 활동이 있었던 것치고 큰 충돌구가 많지 않다.[37] 세레스에서 가장 높은 산인 아후나산은 얼음화산으로, 형성된 지는 수억에서 십 억 년이 되었고,[38] 약 2억 년 전에 활동을 멈춘 것으로 보인다. 과거에는 얼음화산이 여러 개 있었지만 지질 활동으로 모두 사라진 것으로 추측된다.[39]

대기[편집]

세레스에는 약한 대기와 함께, 표면에는 물이 얼어 생긴 서리가 있는 것으로 추정된다.[40] 표면의 얼음은 태양으로부터의 거리 때문에 불안정하다.[41] 때문에, 만약 태양광에 직접 노출된다면 승화할 것으로 보인다. 비록 내부의 물얼음이라도 표면으로 드러날 수 있지만, 매우 짧은 시간에 그 표면에서 탈출할 것이다. 결과적으로, 수분 증발 현상은 감지하기 어려울 것이라 추측된다. 극 지역에서 수분이 탈출하는 현상은 1990년대에 관측되었다는 보고가 있지만 확실히 증명된 것은 아니다. 다만, 새로 생긴 분화구 주위나 표면 아래층의 틈에서 수분이 탈출하는 현상이 감지될 가능성이 존재한다.[23] IUE의 자외선 관측으로 많은 양의 수산화물 이온이 북극점 근처에서 발견되었다. 수산화물 이온은 태양의 자외선 복사로 수분이 증기로 변하는 과정에서 생성된 결과물이다.[40]

외부 생명체에 대한 가능성[편집]

화성, 유로파만큼 외부 생명체에 대해 논의되지는 않았지만, 과학자들은 물얼음의 존재를 두고, 생명이 존재할 수도 있을 것이라는 가능성을 열어두고 있다.[42]

궤도