아말테아 (위성)

3. 궤도

아말테아는 목성 중심으로부터 181,000 km (목성 반지름의 2.54배) 떨어진 궤도를 돌고 있다. 궤도 이심률은 0.003이며, 궤도 경사각은 목성의 적도에 대해 0.37°를 이룬다.^[15] 이는 내부 위성으로서는 드문 경우인데, 갈릴레이 위성 중 가장 안쪽에 있는 이오의 영향으로 추정된다. 과거 아말테아는 이오와 여러 번 평균 운동 공명을 겪으면서 경사각과 이심률이 커졌을 수 있다.^[24] (평균 운동 공명에서 두 천체의 공전 주기 비율은 m:n처럼 유리수가 된다.)

아말테아의 궤도는 아말테아 고사머 고리의 바깥 경계에서 조금 안쪽에 위치하는데, 이 고리는 아말테아에서 방출된 먼지로 이루어져 있다.^[25]

4. 물리적 특징

아말테아의 표면은 매우 붉은색을 띤다. 이는 이오에서 기원한 황이나 다른 비 얼음 물질 때문일 수 있다.^[16] 아말테아의 주요 경사면에는 덜 붉은 색조의 밝은 반점이 나타나지만, 이 부분의 색의 성질은 아직까지 밝혀지지 않았다.^[16] 아말테아의 표면은 다른 목성의 내부 위성의 표면보다 약간 더 밝다.^[17] 또한 공전 방향으로 선행하는 반구와 후행하는 반구에서 명확한 비대칭성이 있으며, 선행 반구는 후행 반구보다 1.3배 밝다. 이러한 비대칭성은 메티스에서 볼 수 있는 특징과 마찬가지로, 아말테아의 빠른 공전 속도와 선행 반구에 대한 빈번한 충돌로 인해, 천체 내부의 밝은 물질(아마도 얼음)이 표면에 노출되어 있는 것이 원인이라고 생각된다.^[17]

아말테아는 찌그러진 형태를 하고 있으며, 삼축 지름은 250 × 146 × 128 km이다. 목성에 가까운 기타 위성과 마찬가지로, 조석 고정된 상태에 있으며, 장축 방향을 항상 목성 방향으로 향하면서 공전하고 있다.^[24] 표면적은 88,000 ~ 170,000 제곱킬로미터 사이로 추정된다.

표면에는 다수의 크레이터가 보이며, 일부는 위성에 비해 매우 큰 크기를 가지고 있다. 가장 큰 크레이터인 판은 지름 100 km에 달하며, 깊이는 최소 8 km이다.^[16] 그 외에도 가이아의 직경은 80 km이며, 깊이는 판의 2배 정도로 추정된다.^[16] 또한 아말테아 표면에는 백반이라고 불리는 몇몇 밝은 스폿이 존재하며, 이 중 2개에는 리크토스와 이다라는 이름이 붙여져 있다. 이들의 폭은 25 km 정도이다.

아말테아의 모양이 불규칙하고 크기도 크기 때문에, 과거에는 상당히 단단한 물질로 이루어져 있다고 생각되었다.^[24] 이는 만약 얼음이나 부드러운 물질로 이 천체가 이루어져 있었다면, 자기 중력에 의해 더 구형에 가까운 형태로 변화했을 것이기 때문이다. 그러나 2002년 11월 5일에 갈릴레오 탐사선에 의한 플라이바이가 이루어졌을 때 이 위성의 질량이 측정되었고, 이 천체가 저밀도임이 밝혀졌다. 이 플라이바이에서 갈릴레오는 아말테아의 160 km 이내의 거리를 통과했으며, 그 때의 탐사선의 궤도의 변화로부터 질량이 측정되었다. 측정된 평균 밀도는 0.86 g/cm³이며, 비교적 얼음이 많은 조성이나, 매우 다공질의 라블파일 구조이거나, 혹은 그 중간일 필요가 있다는 것을 알 수 있다.

스바루 망원경의 관측에 의해 얻어진 아말테아의 적외선 스펙트럼은, 이 위성이 함수 광물 혹은 유기물을 포함하고 있음을 시사하고 있다. 형성 직후의 고온인 목성으로부터의 방사 영향 때문에, 현재 위치에서 아말테아가 형성되었다면 함수 광물의 존재를 설명할 수 없다.^[21] 그 때문에, 현재보다 목성에서 더 먼 위치에서 형성된 후에 이동해 왔거나, 혹은 목성의 중력에 포획된 소행성일 가능성이 있다.^[20] 실제로, 스바루 망원경의 관측에 의해 얻어진 적외선 스펙트럼은, 탄소질 소행성이 기원으로 생각되는 운석의 몇몇에 유사하다.

아말테아는, 태양으로부터 받는 것보다 약간 더 많은 열을 방출하고 있다. 이 여분의 열원은, 목성 자체의 열 방사, 목성 표면에서의 반사광, 하전 입자의 충돌에 의한 가열에 의한 것으로 생각되며, 각각 최대 9 K, 5 K, 2 K분의 온도 상승에 기여한다고 추정된다.^[23]

4. 1. 명칭이 붙은 지질학적 구조들

5. 목성 고리와의 관계

목성의 조석력과 아말테아의 낮은 밀도, 불규칙한 외형 때문에 아말테아에서 목성과 가장 가까운 부분과 가장 먼 부분에서의 탈출 속도는 1 m/s를 넘지 못한다. 따라서 미소운석 충돌과 같은 사건으로 발생한 먼지는 위성에서 쉽게 탈출하여 아말테아 고사머 고리를 형성한다.^[24][34]

아말테아 궤도 근처에서 갈릴레오 탐사선의 스타 스캐너가 작은 달 조각(문렛)으로 보이는 번쩍이는 점 아홉 개를 포착했다. 이 점들은 한쪽 방향에서만 관측되었기 때문에 탐사선에서 점들까지의 정확한 거리를 측정하지 못했다. 이 소위성들은 자갈에서 운동장 정도 크기로 다양하며, 기원은 불확실하지만 중력에 붙잡혀 현재 궤도를 돌게 된 천체이거나, 아말테아에 운석이 충돌하면서 떨어져 나온 물질일 가능성이 있다. 갈릴레오 탐사선의 마지막 방문(목성 대기 진입 1시간 전)에서 비슷한 소위성 하나가 더 발견되었는데, 이때 아말테아는 탐사선으로부터 반대쪽에 있었다. 따라서 이 작은 입자들이 아말테아 궤도 근처에서 목성의 고리를 형성하고 있을 가능성이 높다.^{[9][12][13][14][26][27][28][29]}

6. 겉보기 크기

목성의 표면 또는 구름 최상단 바로 위에서 바라본 아말테아는 안시등급 −4.7로 매우 밝게 빛날 것이며, 이는 지구에서 본 금성의 밝기와 맞먹는다. 시지름이 8분각에 불과하기 때문에 위성의 윤곽은 거의 식별할 수 없을 것이다. 아말테아의 공전주기는 어머니 행성의 주기보다 약간 더 긴데(대략 20% 정도) 이는 아말테아가 목성의 하늘을 매우 천천히 가로지른다는 뜻이다. 아말테아가 목성의 하늘에 떠올라서 지기까지는 29시간 이상이 걸린다.^[31]

윌리 레이는 아말테아가 목성에서 가깝고 동주기에 가까운 공전을 하며 크기가 작아 착륙이 쉽다는 이점에 근거하여 이 위성을 목성 탐사의 전진기지로 삼을 것을 제안했다. 아말테아 표면에서 바라본 목성의 시지름은 무려 46도 크기로 보일 것이며 이는 보름달의 대략 92배에 이른다. 아말테아는 동주기 자전을 하고 있기 때문에 목성은 아말테아의 하늘에 고정되어 움직이지 않는 것처럼 보일 것이며 아말테아의 반대쪽에서는 목성을 볼 수 없을 것이다. 아말테아가 공전할 때마다 태양이 목성에 가리는 식 현상이 대략 한 시간 반에 걸쳐 일어날 것이다. 또한 아말테아는 자전주기가 짧아 태양광을 받는 시간은 6시간 미만에 불과할 것이다. 아말테아에서 바라본 목성의 밝기는 보름달의 900배이지만 하늘에 보이는 면적은 보름달의 8,500배이기 때문에 단위 면적당 밝기는 보름달보다 낮을 것이다.^[31]

7. 탐사

1979년 보이저 1호와 보이저 2호는 아말테아의 표면 특징을 해상도 있게 보여주는 최초의 사진을 획득하여 표면의 구조를 분석할 수 있게 되었다.^[16] 또한, 가시광선과 적외선 스펙트럼 및 표면 온도를 측정했다.^[16]

이후 갈릴레오 탐사선이 아말테아 표면의 이미지 촬영을 완료했다. 갈릴레오는 2002년 11월 5일 아말테아의 중심으로부터 약 244 km (표면으로부터 약 160–170 km) 떨어진 거리에서 마지막 위성 근접 비행을 수행, 탐사선의 궤도가 바뀌는 정도를 통해 위성의 질량을 정확하게 측정할 수 있게 되었다.^[16] 갈릴레오는 2003년 9월 임무 종료 시 목성으로 추락하도록 궤도를 변경했다.

2006년에는 뉴 허라이즌스 호의 측정값을 통해 아말테아의 궤도가 수정되었다.



파일:Amalthea_PIA02532.png|아말테아의 흑백 사진, 갈릴레오가 촬영.

파일:Jupiter's_moon_Amalthea_photographed_by_Galileo.jpg|아말테아의 불규칙한 외형.

파일:Amalthea.gif|고해상도 사진, 이다와 리크토스는 명암 경계선의 오른쪽에 위치하며, 아래에 위치한 큰 밝은 지역은 가에아.

파일:Amalthea_(moon).png|판은 오른쪽 위에 위치하며, 오른쪽 아래의 밝은 지역은 이다, 왼쪽 아래의 밝은 지역은 리크토스.

8. 소설

아말테아는 아서 C. 클라크, 제임스 블리시, 아르카디 & 보리스 스트루가츠키 등의 작가가 쓴 여러 과학 소설 작품의 배경으로 등장한다.

참조

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