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히말리아 (위성)

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1. 개요

히말리아는 목성의 위성으로, 목성에서 여섯 번째로 크다. 1904년 찰스 딜런 페린에 의해 발견되었으며, 제우스의 딸인 님프 히말리아의 이름을 따 1975년 공식 명명되었다. 히말리아는 히말리아군의 가장 큰 구성원이며, C형 소행성과 유사한 회색을 띤다. 2000년 카시니 우주선과 2007년 뉴 허라이즌스 우주선이 히말리아를 촬영했으나, 거리가 멀어 상세한 표면 관측은 이루어지지 않았다.

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히말리아 (위성)
기본 정보
카시니-하위헌스 호에서 본 히말리아
카시니-하위헌스 호에서 본 히말리아 (저해상도)
명칭히말리아
별칭Jupiter VI, J 6, Hestia
명명 유래히말리아
영어 명칭Himalia
형용사히말리아의
MPC 명칭Jupiter VI
분류불규칙 위성
위성 소속목성
위성군히말리아 군
발음또는
발견
발견자찰스 D. 페라인
발견 장소릭 천문대
발견일1904년 12월 3일
궤도 요소
궤도 기준2019년 4월 27일 (JD 2458600.5)
관측 호114.25년 (41,728일)
궤도 이심률0.1537860
공전 주기+248.29일
평균 겉보기 운동/ 일
궤도 경사29.90917° ( 황도 기준)
승교점 경도44.99935°
근일점 인수21.60643°
평균 이상점94.30785°
물리적 특성
크기205.6 × 141.3 km (엄폐, 투영)
추정 크기150 × 120 km (카시니 추정)
밀도(반지름 85km 가정 시)
표면 중력~ 0.062 m/s^2 (0.006 g)
탈출 속도~ 0.100 km/s
겉보기 등급14.6
절대 등급7.9
분광형C형

2. 발견과 명명

히말리아는 1904년 12월 3일 찰스 딜런 페린이 리크 천문대에서 자신이 최근에 재건한 36인치 크로슬리 반사 망원경으로 촬영한 사진에서 발견되었다.[3] 아말테아가 더 밝지만, 목성의 밝은 원반에 가깝게 위치하여 관측하기 더 어렵기 때문에 히말리아는 목성의 가장 관측하기 쉬운 작은 위성이다.[4][5] 발견은 1905년 1월 5일에 공표되었다.[26]

1975년까지 히말리아는 지금의 이름을 갖지 못했다.[53] 그 이전에는 간단하게 '''목성 VI'''나 '''목성 위성 VI'''로 불렸다. 1905년 A.C.D. 크럼멜린은 목성의 위성 개수를 세는 것이 혼란스럽다고 지적하며, 숫자로 된 이름을 바꾸는 것이 더 시적이라고 주장했다.

1955년부터 1975년까지는 그리스 여신의 이름을 따서 헤스티아라고 부르기도 했다.[54]

2. 1. 명칭

히말리아는 1975년까지 지금의 이름을 갖지 않았다.[53] 그 이전까지는 간단하게 '''목성 VI'''나 '''목성 위성 VI'''로 불렸다. 엘라라와 함께 발견된 직후 정식 명칭을 부여하자는 주장이 제기되었다.

1955년부터 1975년까지는 브라이언 마스덴이 제안한 그리스 여신 헤스티아의 이름을 따서 '''헤스티아'''라고 불리기도 했지만,[38][39] 최종적으로 채택되지 않았다.[38] 현재의 이름은 제우스의 세 아들을 낳은 그리스 신화님프인 히말리아에서 유래했다.[6]

3. 궤도

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히말리아는 목성으로부터 약 11400000km 떨어진 거리에서 약 250 지구일 동안 목성을 한 바퀴 공전한다.[9] [40] 궤도는 태양 및 행성의 섭동으로 인해 끊임없이 변화하고 있다.[11]

3. 1. 히말리아 군

히말리아는 자신의 이름이 곧 그룹의 이름이고 또한 그 그룹에서 가장 크다. 그 위성들은 목성으로부터 11400000km에서 13000000km 사이에서 약 27.5° 기울어진 궤도를 그리며 돈다.[55] [46] 이는 2000년 1월 현재의 궤도적 요소이고 이 궤도는 태양과 행성의 섭동때문에 계속해서 바뀌고 있다.

히말리아의 궤도 애니메이션.
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히말리아는 목성으로부터 약 11400000km 떨어진 거리에서 약 250 지구 이 걸려 목성을 한 바퀴 공전한다.[9] 이 위성은 히말리아군의 가장 큰 구성원인데, 히말리아군은 목성 적도에 대해 27.5도의 기울기를 가진 궤도로 11400000km에서 13000000km의 거리에서 목성을 공전하는 작은 위성 집단이다.[10] 이들의 궤도는 태양 및 행성의 섭동으로 인해 끊임없이 변화하고 있다.[11] [40] 히말리아 주변에는 비슷한 궤도 특징을 가진 위성이 여러 개 있으며, 이들은 히말리아에서 이름을 따 히말리아군이라고 불린다. 히말리아군의 위성은 목성으로부터 11400000km~13000000km 범위에 있으며, 궤도 경사각은 약 27.5°이다.[41]

4. 물리적 특징

히말리아는 목성의 위성 중 여섯 번째로 크지만, 질량은 다섯 번째로 크다. 아말테아는 히말리아보다 몇 킬로미터 더 크지만 질량은 더 작다. 히말리아의 크기와 질량에 대한 측정값은 다음과 같다.

측정 방법크기 (km)밀도 (g/cm3)질량 (kg)
지상 기반 추정[28][22]170--
카시니 호 고해상도 이미지[23][29]150 x 120--
2018년 5월 엄폐 관측 (미국 조지아주에서 관측)[25]205.6 x 141.3--
제트 추진 연구소(JPL) Solar System Dynamics[28]-2.6 (가정)6.7 × 1018
다른 위성으로부터의 섭동에 근거한 추정[44][45]--4.2 × 1018


4. 1. 표면 및 구성

히말리아는 그 그룹의 다른 위성들처럼 C형 소행성과 비슷한 색지수 상 B-V=0.62, V-R=0.4 중간색(회색)을 보인다.[57][18][42] 카시니의 조사에 의하면 히말리아는 스펙트럼상 거의 특징은 없었으며, 3 마이크로미터 영역에서 작은 흡수선이 관측되었는데 이는 물이 존재할 가능성이 있음을 시사한다.[56][12][43]



광대역 적외선 탐사기(WISE) 우주선에 의해 관측된 히말리아 (2014)


히말리아의 자전 주기는 7시간 46분 55초(±2초)이다.[24][30]

히말리아의 크기는 측정 방법에 따라 다르게 나타난다.

측정 방법크기 (km)
지상 기반 추정[28][22]170
카시니 호 고해상도 이미지[23][29]150 x 120
2018년 5월 엄폐 관측 (미국 조지아주에서 관측)[25]205.6 x 141.3



히말리아의 질량 추정치는 다음과 같다.

출처밀도 (g/cm3)반지름 (km)질량 (kg)
제트 추진 연구소(JPL) Solar System Dynamics[28]2.6 (가정)856.7 × 1018
다른 위성으로부터의 섭동에 근거한 추정[44][45]--4.2 × 1018


4. 2. 밀도 및 질량

2005년, 에멜리아노프는 1949년 7월 15일 엘라라섭동에 근거하여(당시 두 위성 간 거리는 64246.04km에 불과했다) 히말리아의 질량을 (GM=0.28±0.04)로 추정했다.[13] JPL의 태양계 역학 웹사이트는 히말리아의 질량이 (GM=0.15)이고 반지름이 라고 가정한다.[22]

히말리아의 밀도는 평균 반지름이 약 (''카시니''의 기하 평균)[13]인지 아니면 에 더 가까운지에 따라 달라진다.[22]

''카시니''가 2000년 12월 440만 거리에서 촬영한 히말리아 이미지


출처반지름
(km)
밀도
(g/cm3)
질량
(kg)
에멜리아노프673.33
에멜리아노프851.63
JPL SSD850.88



제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory)의 Solar System Dynamics 웹페이지에서는, 평균 밀도를 2.6 g/cm3으로 가정하고 반지름을 85 km로 하여 이라는 값을 게재하고 있다.[28] 2005년에는, 다른 위성으로부터의 섭동에 근거한 질량 추정이 이루어졌다. 히말리아는 같은 히말리아군에 속하는 엘라라와 1949년 7월 15일에 65031km의 거리에까지 접근하였으며, 이 때의 영향으로부터 질량이 추정되었다.[44] 이에 따르면 질량 추정치는 이 된다.[45]

5. 탐사

히말리아는 비교적 큰 위성이지만, 자세한 영상 관측은 이루어지지 않았다. 2000년 12월 18일부터 19일까지 토성 탐사선 카시니가 토성으로 향하는 도중에 히말리아의 이미지를 4440000km 거리에서 촬영했지만, 거리가 너무 멀어 해상도가 매우 낮았고, 지표면 정보를 파악하기는 어려웠다.[29] 2007년 뉴 허라이즌스명왕성으로 가는 도중 히말리아를 촬영했지만, 이 역시 거리가 멀어 몇 픽셀 크기의 이미지로만 나타났다.[36]

5. 1. 카시니-하위헌스

2000년 11월 토성으로 가던 카시니-하위헌스 우주선이 4400000km 거리에서 히말리아의 사진을 여러 장 찍었다. 해상도는 낮았지만, 사진에 나타난 히말리아는 지름 150km ± 20 ~ 120km ± 20의 타원체였으며, 이는 지구에서 측정한 값과 비슷했다.[50]

2007년 2월과 3월에는 명왕성으로 가던 뉴 허라이즌스 호가 8000000km의 최근접 거리에서 히말리아의 사진을 여러 장 찍었다. 뉴 허라이즌스 호의 사진에서 히말리아는 몇 픽셀 정도로 작게 나타났다.[19]
''뉴 호라이즌스''호의 LORRI 장비로 촬영한 히말리아의 위상

5. 2. 뉴 허라이즌스

2007년 2월과 3월에 명왕성으로 향하던 뉴 허라이즌스 호가 8백만 킬로미터 거리에서 히말리아의 사진을 촬영했다. 뉴 허라이즌스 호의 사진에 나타난 히말리아는 수 픽셀 정도의 크기였다.[19] 2007년 3월 7일에도 뉴 호라이즌스가 명왕성으로 가는 도중 목성 관측의 일환으로 히말리아를 촬영했지만, 이 역시 거리가 멀어 불과 수 픽셀의 이미지로 그쳤다.[36]

5. 3. 히말리아 고리(Himalia ring)

6장의 ''뉴 호라이즌스'' 이미지를 합성하여 만든 히말리아 고리의 모습. 히말리아의 이중 노출은 원으로 표시되어 있다. 화살표는 목성을 가리킨다.


2006년 9월, 미국 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선 ''뉴 호라이즌스''가 중력 보조를 위해 목성에 접근하면서, 목성의 고리와 평행하며 히말리아 궤도 안쪽에 있는 희미한 새로운 행성 고리로 보이는 것을 촬영했다. 2000년에 발견된 작은 (4km) 위성인 디아가 히말리아와 유사한 궤도를 가지고 있었지만, 행방불명되었기 때문에 이 고리가 디아가 히말리아와 충돌하면서 생긴 파편일 수 있다는 추측이 있었다. 이는 목성이 충돌을 통해 작은 위성을 계속 얻고 잃는다는 것을 시사한다.[14]

그러나 디아 크기의 물체가 충돌하면 고리를 형성하는 데 필요한 양보다 훨씬 많은 양의 물질이 생성될 것이다. 하지만, 더 작고 알려지지 않은 위성이 관여했을 가능성도 있다.[15]

2010년과 2011년에 디아가 다시 발견되면서 디아와 히말리아 고리 사이의 연관성은 사실이 아닌 것으로 밝혀졌다.[16][17]

참조

[1] 서적 The Facts on File Dictionary of Astronomy 2006
[2] 서적 The Atlas of the Solar System 1987
[3] 간행물 Discovery of a Sixth Satellite of Jupiter 1905
[4] 웹사이트 Himalia, Jupiter's "fifth" moon http://www.biophysik[...] 2009-10
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[6] 웹사이트 IAUC 2846: N Mon 1975 (= A0620-00); N Cyg 1975; 1975h; 1975g; 1975i; Sats OF JUPITER http://www.cbat.eps.[...] IAU 2018-09-09
[7] 간행물 Provisional Elements of Jupiter's Satellite VI 1905-03-10
[8] 서적 Introduction to Astronomy Prentice-Hall 1970
[9] 웹사이트 Himalia https://solarsystem.[...] NASA 2018-09-09
[10] 서적 Jupiter: The planet, Satellites and Magnetosphere Cambridge University Press 2004
[11] 간행물 The orbits of outer Jovian satellites https://trs.jpl.nasa[...] 2000
[12] 간행물 Near-infrared spectroscopy of Himalia 2004
[13] 간행물 The mass of Himalia from the perturbations on other satellites https://www.aanda.or[...] 2005
[14] 웹사이트 Lunar marriage may have given Jupiter a ring https://www.newscien[...] 2010-03-20
[15] 컨퍼런스 A New Ring or Ring Arc of Jupiter? https://www.lpi.usra[...] Lunar and Planetary Institute 2010-03
[16] 웹사이트 MPEC 2012-R22 : S/2000 J 11 http://www.minorplan[...] Minor Planet Center 2012-09-11
[17] 웹사이트 Long Lost Moon of Jupiter Found https://dtm.carnegie[...] 2018-09-09
[18] 간행물 Implied Evolutionary Differences of the Jovian Irregular Satellites from a BVR Color Survey 2001-12
[19] 웹사이트 The Bruce Murray Space Image Library – Jupiter's moon Himalia http://www.planetary[...] 2018-11-17
[20] 웹사이트 M.P.C. 115889 https://minorplanetc[...] Minor Planet Center 2020-02-27
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[29] 간행물 Cassini Imaging of Jupiter's Atmosphere, Satellites, and Rings https://www.research[...] 2003-03
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[33] 간행물 Sixth Satellite of Jupiter Confirmed 1905-01-25
[34] 간행물 Discovery of a Sixth Satellite to Jupiter 1905
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[38] 논문 Jovian Satellite Nomenclature 1976-09
[39] 논문 Satellite Nomenclature
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[42] 논문 Implied Evolutionary Differences of the Jovian Irregular Satellites from a BVR Color Survey 2001-12
[43] 논문 Near-infrared spectroscopy of Himalia 2004
[44] 논문 The mass of Himalia from the perturbations on other satellites https://www.aanda.or[...] 2005
[45] 문서 論文で直接推定されているのは衛星質量に万有引力定数を乗じた値であり、ここに掲載した値は万有引力定数で割ったものである。
[46] 논문 The orbits of outer Jovian satellites https://trs.jpl.nasa[...] 2000
[47] 웹인용 Planetary Satellite Physical Parameters http://ssd.jpl.nasa.[...] JPL (Solar System Dynamics) 2008-10-24
[48] 문서 밀도 = GM / 重力 상수|G / (85km의 부피) = {{val|1.63|ul=cm3}}
[49] 논문 The mass of Himalia from the perturbations on other satellites 2005
[50] 논문 Cassini Imaging of Jupiter's Atmosphere, Satellites, and Rings https://www.research[...] 2003-03
[51] 논문 Photometric lightcurve and rotation period of Himalia (Jupiter VI) 2012
[52] 논문 Discovery of a Sixth Satellite of Jupiter 1905
[53] 논문 Satellites of Jupiter http://cfa-www.harva[...] 2018-05-15
[54] 서적 Introduction to Astronomy https://archive.org/[...] Prentice-Hall 1970
[55] 서적 Jupiter: The planet, Satellites and Magnetosphere http://www.dtm.ciw.e[...] 케임브리지 대학교 출판부 2018-05-15
[56] 논문 Near-infrared spectroscopy of Himalia 2004
[57] 논문 Implied Evolutionary Differences of the Jovian Irregular Satellites from a BVR Color Survey 2001-12



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