21 루테티아
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1. 개요
21 루테티아는 1852년 발견된 소행성으로, M형 소행성으로 분류된다. 2010년 유럽 우주국의 로제타 우주선이 루테티아를 근접 통과하며 표면의 50%를 촬영했으며, 이 탐사는 M형 소행성에 대한 최초의 근접 탐사였다. 루테티아는 태양을 공전하며, 궤도는 소행성대 안쪽에 위치하고 공전 주기는 3.8년이다. 로제타 탐사 결과 루테티아의 질량은 약 1.700×10^18 kg, 밀도는 3.4 ± 0.3 g/cm³로 측정되었으며, 표면은 레골리스로 덮여 있다. 루테티아의 표면은 충돌구, 균열, 사면 등으로 덮여 있으며, 로마 제국과 관련된 지명에서 유래한 지형 이름이 붙여졌다.
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| 21 루테티아 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 발견자 | 헤르만 마이어 살로몬 골드슈미트 |
| 발견일 | 1852년 11월 15일 |
| 명명 유래 | 파리 (Lutētia) |
| 발음 | IPA: /ljuːˈtiːʃiə/ |
| 형용사 | 루테티아의 |
| 소행성 분류 | 주 소행성대 |
| MPC 명칭 | (21) 루테티아 |
| 궤도 요소 | |
| 궤도 기준 | 2020년 5월 31일 (JD 2459000.5) |
| 궤도 장반축 | 2.435 AU |
| 근일점 거리 | 2.037 AU |
| 원일점 거리 | 2.833 AU |
| 궤도 이심률 | 0.16339 |
| 공전 주기 | 3.80 년 (1388.1 일) |
| 궤도 경사 | 3.064° |
| 승교점 경도 | 80.867° |
| 근일점 인수 | 249.997° |
| 평균 궤도 이각 | 87.976° |
| 물리적 특성 | |
| 크기 | (121±1) × (101±1) × (75±13) km |
| 평균 반지름 | 49 ± 1 km |
| 부피 | 5.0 ± 0.4 × 1014 m3 |
| 질량 | 1.700 ± 0.017 × 1018 kg |
| 밀도 | 3.4 ± 0.3 g/cm3 |
| 자전 주기 | 0.3402 일 (8.1655 시간) |
| 자전축 기울기 | 96° |
| 북극 방향 | 적경 51.8 ± 0.4°, 적위 +10.8 ± 0.4° |
| 분광형 | M형 (톨렌 분류) |
| 겉보기 등급 | 9.25 ~ 13.17 |
| 절대 등급 | 7.29 |
| 기하학적 반사율 | 0.19 ± 0.01 |
| 본드 반사율 | 0.073 ± 0.002 |
| 표면 온도 | 170–245 K |
2. 발견과 탐사
골트슈미트가 1852년 11월 15일 발견하였고, 같은 해 11월에서 12월 사이 게오르크 룀커가 궤도를 계산했다.[16][17][18] 1903년에는 하버드 대학교 관측소의 에드워드 찰스 피커링이 충 위치에 있는 루테티아를 촬영하고 밝기를 10.8등급으로 측정했다.[19]
1997년 몰타와 2003년 호주에서 루테티아에 의한 항성엄폐 현상이 관측되었다.
2010년 7월 10일에는 유럽 우주국의 로제타 탐사선이 67P/추류모프-게라시멘코 혜성으로 가는 도중에 루테티아에 접근하여 근접 촬영을 하였다. 이것은 M형 소행성에 대한 최초의 근접 탐사였다.
2. 1. 발견
루테티아는 1852년 11월 15일 골트슈미트가 파리의 자신의 아파트 발코니에서 발견했다.[16][17] 1852년 11월에서 12월 사이, 독일인 천문학자 게오르그 룀커가 루테티아의 궤도를 계산했다.[18] 1903년 하버드 대학교 관측소의 에드워드 피커링은 충 위치에 있는 루테티아를 촬영하고, 그 때의 밝기를 10.8등급으로 계산했다.[19]2. 2. 로제타 탐사
2010년 7월 10일, 유럽 우주국(ESA)의 로제타 우주 탐사선은 67P/추류모프-게라시멘코 혜성으로 가는 길에 초당 15 킬로미터의 속도로 3168km 거리에서 루테티아를 지나갔다.[20] 이 접근 비행으로 최대 60 미터/픽셀 해상도의 이미지가 제공되었으며, 표면의 약 50%가 촬영되었고, 대부분 북반구였다.[10] 462개의 이미지는 0.24에서 1 μm까지 확장되는 21개의 협대역 및 광대역 필터로 얻어졌다.[10] 루테티아는 가시광선-근적외선 이미징 분광기 VIRTIS에 의해 관측되었으며, 자기장 및 플라스마 환경에 대한 측정값도 얻어졌다.[10]
로제타 · 67P/추류모프-게라시멘코 · 지구 · 화성 · 21 루테티아 · 2867 슈테인스
이 플라이바이는 M형 소행성에 대해 인류가 처음으로 근접 탐사를 실시한 사례이다.
3. 특징
21 루테티아는 소행성대 안쪽에 위치하며, 태양으로부터 약 2.4 AU 거리에 있다. 황도면과 거의 일치하는 궤도를 가지며, 궤도 이심률은 중간 정도이고, 공전 주기는 3.8년이다.[3]
로제타의 근접 비행으로 밝혀진 루테티아의 질량은 (1.700 ± 0.017)×1018 kg이며, 밀도는 3.4 ± 0.3 g/cm3로 소행성 중 높은 편에 속한다. 다공성을 고려해도 일반적인 석질 운석보다 밀도가 높다.
루테티아는 M형 소행성 중 하나로,[5] 과거에는 금속으로 이루어진 것으로 여겨졌으나, 레이더 관측 결과 금속이 풍부한 규산염으로 구성되었을 가능성이 제기되었다.[7] 망원경 스펙트럼은 탄소질 콘드라이트 및 C형 소행성과 유사하며, 금속 운석과는 다르다. 수화된 광물, 풍부한 규산염, 두꺼운 레골리스 등의 증거도 발견되었다.
로제타 탐사선은 루테티아가 가시광선에서 적색 스펙트럼, 근적외선에서 평평한 스펙트럼을 가짐을 확인했다. 0.4μm–3.5μm 범위에서 흡수 특징이 없어, 수화된 광물 및 탄소질 화합물과는 모순된다. 감람석 증거도 없었으나, 루테티아의 절반만 관측되었기에 존재를 완전히 배제할 수는 없다. 높은 밀도와 함께, 루테티아는 엔스타타이트 콘드라이트 물질, 또는 금속이 풍부하고 물이 적은 탄소질 콘드라이트와 관련 있을 수 있다.[8][9]
로제타 탐사선 관측 결과 루테티아 표면은 50μm–100μm 크기의 먼지 입자로 구성된 레골리스로 덮여 있으며, 두께는 약 3km로 추정된다.[10] 로제타 탐사선 사진은 루테티아가 거친 구체이며 "날카롭고 불규칙한 모양"을 가짐을 확인했다. 광도 곡선과 로제타 탐사선 이미지 분석 결과, 루테티아의 북극 회전축은 적경 51.8° ± 0.4°, 적위 +10.8° ± 0.4°에 위치하며, 자전축 기울기는 96°로 황도면과 거의 평행하다.
3. 1. 궤도
루테티아는 태양을 공전하며, 공전 궤도는 소행성대 안쪽에 위치하며, 약 2.4 AU의 거리를 유지한다. 그 궤도는 황도면에 거의 일치하며, 궤도 이심률은 중간 정도이다. 루테티아의 공전 주기는 3.8년이다.[3]3. 2. 질량 및 밀도
로제타의 근접 비행으로 21 루테티아의 질량이 (1.700 ± 0.017)×1018 kg으로 밝혀졌는데, 이는 근접 비행 전 추정치인 2.57×1018 kg보다 작았다.[4] 21 루테티아의 밀도는 3.4 ± 0.3 g/cm3로 소행성 중 가장 높은 편에 속한다. 다공성을 10~15% 정도로 고려해도 21 루테티아의 전체 밀도는 일반적인 석질 운석보다 높다.3. 3. 구성 성분
루테티아는 수수께끼의 M형 소행성 중 하나로 분류되는데,[5] 과거에는 대부분이 거의 순수한 금속으로 이루어진 것으로 여겨졌다.[6] 그러나 M형 소행성에 대한 레이더 관측 결과, 루테티아를 포함한 이들 중 3분의 2가 금속이 풍부한 규산염으로 구성되었을 수 있음을 시사한다.[7] 실제로 루테티아의 망원경 스펙트럼은 탄소질 콘드라이트와 C형 소행성과 유사한 평평하고 낮은 주파수 스펙트럼을 보였으며, 금속 운석과는 달랐다. 또한 수화된 광물의 증거, 풍부한 규산염, 그리고 대부분의 소행성보다 두꺼운 레골리스가 존재한다.탐사선 ''로제타''는 이 소행성이 가시광선에서 적색 스펙트럼을, 근적외선에서는 거의 평평한 스펙트럼을 가지고 있음을 발견했다. 관측 범위인 0.4μm–3.5μm에서 흡수 특징이 감지되지 않았는데, 이는 이전에 보고된 수화된 광물 및 탄소질 화합물과는 모순된다. 감람석의 증거도 없었다. 그러나 우주선은 루테티아의 절반만 관측했으므로 이러한 상의 존재를 완전히 배제할 수는 없다. 루테티아에 보고된 높은 벌크 밀도와 함께 이러한 결과는 루테티아가 엔스타타이트 콘드라이트 물질로 만들어졌거나, CB, CH 또는 CR과 같은 종류의 금속이 풍부하고 물이 적은 탄소질 콘드라이트와 관련이 있을 수 있음을 시사한다.[8][9]
''로제타'' 관측 결과 루테티아의 표면은 크기가 50μm–100μm인 느슨하게 응집된 먼지 입자로 구성된 레골리스로 덮여 있는 것으로 나타났다. 이 레골리스는 두께가 약 3km로 추정되며, 많은 큰 크레이터의 부드러운 윤곽을 만들어내는 원인일 수 있다.[10]
3. 4. 모양 및 자전축
로제타 탐사선이 촬영한 사진은 2003년 광도 곡선 분석에서 나타난 루테티아의 "날카롭고 불규칙한 모양의 특징"을 가진 거친 구체라는 결과를 확인시켜 주었다. 2004년부터 2009년까지의 연구에서는 루테티아가 대형 서스피시오 크레이터로 인해 비볼록한 모양을 가질 수 있다는 가능성이 제시되었다.[11] 로제타 탐사선의 발견이 이러한 주장을 뒷받침하는지는 아직 불분명하다.광도 곡선과 로제타 탐사선이 촬영한 이미지를 분석한 결과, 루테티아의 북극 회전축은 적경 51.8° ± 0.4°, 적위 +10.8° ± 0.4°에 위치한다. 이는 자전축 기울기가 96° (역행 자전)임을 의미하며, 회전축이 황도면과 거의 평행하여 천왕성과 유사하다.
4. 표면 지형
루테티아의 표면은 수많은 충돌구로 덮여 있으며, 균열, 절벽, 홈 등으로 이루어져 있다. 이는 내부 균열이 표면으로 드러난 것이라고 추정된다. 소행성에서 촬영된 부분에는 직경 600m에서 55km에 이르는 350개의 충돌구가 확인되었다. 표면은 지질학적 특징에 따라 7개 지역으로 나뉘는데, 북극 주변의 바에티카 지역은 비교적 젊고, 아카이아와 노리쿰 지역은 오래되었다. 특히 아카이아 지역은 충돌구가 많고 보존 연령이 약 36억 ± 1억 년으로 오래되었으며, 노리쿰 지역에는 길이 10km, 깊이 약 100m의 두드러진 홈이 있다.
수치 시뮬레이션 결과, 직경 45km의 큰 충돌구를 만든 충돌도 루테티아를 산산조각 내지 못했다. 이는 루테티아가 태양계 초기부터 손상되지 않고 생존했을 가능성을 보여준다. 또한, 선형 균열과 충돌구 형태는 루테티아 내부가 파편 덩어리가 아닌 상당한 강도를 가진 원시 미행성체임을 시사한다.
4. 1. 충돌구
루테티아의 표면은 수많은 충돌구로 덮여 있으며, 내부 균열의 표면적 징후로 여겨지는 균열, 절벽 및 홈으로 교차된다. 소행성의 촬영된 반구에는 직경이 600m에서 55km에 이르는 총 350개의 크레이터가 있다. 가장 심하게 크레이터가 많은 표면(아카이아 지역)의 크레이터 보존 연령은 약 36억 ± 1억 년이다.루테티아의 표면은 지질학적 특징에 따라 7개의 지역(바에티카(Bt), 아카이아(AC), 에트루리아(Et), 나르보넨시스(Nb), 노리쿰(Nr), 파노니아(Pa), 라에티아(Ra))으로 나뉜다. 바에티카 지역은 북극 주변에 위치하며 직경 21km의 충돌구와 충돌 퇴적물이 포함되어 있다. 루테티아에서 가장 젊은 표면 단위이다. 바에티카는 약 600m 두께의 매끄러운 분출물 담요로 덮여 있으며, 이 담요는 오래된 크레이터를 부분적으로 덮고 있다. 다른 표면 특징으로는 산사태, 중력 너덜겅 및 최대 300m 크기의 분출물 덩어리가 있다. 산사태와 그에 상응하는 암석 노두는 반사율의 변화와 관련이 있으며, 일반적으로 더 밝다.
가장 오래된 두 지역은 아카이아와 노리쿰이다. 아카이아는 많은 충돌구가 있는 놀랍도록 평평한 지역이다. 나르보넨시스 지역은 루테티아에서 가장 큰 충돌구인 마실리아와 일치한다. 여기에는 여러 개의 작은 단위가 포함되어 있으며, 이후 시대에 형성된 구덩이 사슬과 홈으로 수정되었다. 다른 두 지역인 파노니아와 라에티아 또한 큰 충돌구일 가능성이 있다. 노리쿰 지역은 길이 10km, 깊이 약 100m의 두드러진 홈과 교차한다.
수치 시뮬레이션 결과에 따르면 루테티아에서 가장 큰 크레이터(직경 45km)를 생성한 충돌조차도 소행성에 심각한 균열을 일으켰지만 산산조각 내지는 못했다. 따라서 루테티아는 태양계가 시작된 이후로 손상되지 않고 생존했을 가능성이 높다. 선형 균열과 충돌구 형태의 존재는 이 소행성의 내부가 상당한 강도를 가지고 있으며 많은 작은 소행성과 같은 파편 덩어리가 아님을 나타낸다. 이러한 사실들을 종합해 볼 때, 루테티아는 원시 미행성체로 분류해야 한다.
4. 2. 지역
루테티아의 표면은 지질학적 특징에 따라 7개의 지역으로 나뉜다. 각 지역의 이름은 로마 제국의 속주 이름에서 따왔으며, 골트슈미트 지역만 발견자의 이름에서 유래했다.| 지명 | 유래 |
|---|---|
| 아카이아 지역 (Achaia Regio) | 아카이아 |
| 바에티카 지역 (Baetica Regio) | 히스파니아 바에티카 |
| 에트루리아 지역 (Etruria Regio) | 에트루리아 |
| 골트슈미트 지역 (Goldschmidt Regio) | 헤르만 골트슈미트 |
| 나르보넨시스 지역 (Narbonensis Regio) | 갈리아 나르보넨시스 |
| 노리쿰 지역 (Noricum Regio) | 노리쿰 |
| 파노니아 지역 (Pannonia Regio) | 판노니아 |
| 라에티아 지역 (Raetia Regio) | 라에티아 |
바에티카 지역은 북극 주변에 위치하며 직경 21km의 충돌구와 충돌 퇴적물을 포함하는, 루테티아에서 가장 젊은 표면이다. 이 지역은 약 600m 두께의 매끄러운 분출물 담요로 덮여 오래된 크레이터를 부분적으로 가리고 있다. 또한 산사태, 중력 너덜겅, 최대 300m 크기의 분출물 덩어리도 발견된다. 산사태와 암석 노두는 반사율 변화와 관련이 있으며, 일반적으로 더 밝다.
아카이아 지역은 많은 충돌구가 있음에도 놀랍도록 평평하다. 나르보넨시스 지역은 루테티아에서 가장 큰 충돌구인 마실리아와 일치하며, 이후 시대에 형성된 구덩이 사슬과 홈으로 변형되었다. 파노니아와 라에티아 지역 또한 큰 충돌구일 가능성이 있다. 노리쿰 지역은 길이 10km, 깊이 약 100m의 두드러진 홈과 교차한다. 노리쿰 지역과 아카이아 지역은 루테티아에서 가장 오래된 두 지역이다.
4. 3. 기타 지형
2011년 3월, 국제천문연맹(IAU)의 행성 시스템 명명 워킹 그룹(WGPSN)은 소행성 루테티아의 지형에 공식적으로 이름을 붙였다. 루테티아는 고대 로마 시대의 도시 이름이기 때문에, 다음과 같은 명명 규칙이 정해졌다.[1]- 크레이터: 로마 제국 및 그 주변의 당시 지명
- 영역(Region): 발견자 골트슈미트 및 로마 제국 시대의 속주 이름
- 기타 지형: 로마 제국 및 그 주변 지역의 강의 당시 이름
이에 따라 크레이터에는 로마, 루그두눔, 마쌀리아, 본나 등이 명명되었다.[1]
루테티아의 둔덕, 지구대(https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E6%BA%9D%E5%B8%AF), 계곡, [지반 붕괴] 지형, 단애라는 이름은 모두 로마 제국의 강에서 유래했다.[1]
| 종류 | 지명 | 유래 |
|---|---|---|
| 둔덕 | 티키눔 둔덕 (Ticinum Dorsum) | 티치노강 |
| 지구대 | 히베루스 지구대 (Hiberus Fossa) | 에브로강 |
| 세쿠아나 지구대 (Sequana Fossa) | 센강 | |
| 계곡 | 로다누스 계곡 (Rhodanus Rimae) | 론 강 |
| 티베리스 계곡 (Tiberis Rimae) | 테베레 강 | |
| 지반 붕괴 | 다누비우스 지반 붕괴 지형 (Danuvius Labes) | 도나우강 |
| 갈리쿰 지반 붕괴 지형 (Gallicum Labes) | 갈레고 강 | |
| 사르누스 지반 붕괴 지형 (Sarnus Labes) | 사르노강 | |
| 단애 | 그라나 단애 (Glana Rupes) | 그론 강 |
| 레누스 단애 (Rhenus Rupes) | 라인 강 |
4. 4. 서스피시오 크레이터 (Suspicio Crater)
천문학자들은 루테티아의 파편 패턴 연구를 통해 남쪽에 약 45km 크기의 충돌구덩이가 있을 것으로 추정하고 있으며, 그 이름은 서스피시오 크레이터(Suspicio Crater)라고 추정한다. 하지만 로제타가 루테티아의 북쪽 부분만 관측했기 때문에, 그 모습이나 존재 여부는 확실히 알려지지 않았다.[12]5. 기원
루테티아의 구성 성분은 이 행성이 지구형 행성들 사이, 즉 태양계 안쪽에서 형성되었으며, 이들 중 하나와 상호 작용하여 소행성대로 튕겨져 나갔음을 시사한다.[14]
참조
[1]
서적
A Practical Dictionary of the English Language
1884
[2]
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1867
[3]
간행물
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[4]
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https://web.archive.[...]
Personal Website
2008-11-28
[5]
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JPL Small-Body Database Browser: 21 Lutetia
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2020-03-10
[6]
서적
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Asteroid Lutetia has thick blanket of debris
https://www.bbc.co.u[...]
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Battered asteroid Lutetia a rare relic of Earth's birth
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小惑星日本語表記索引 : 1 - 50
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Discovery of Lutetia Nov. 15
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[18]
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Research surveys of the orbits and perturbations of minor planets 1 to 1091 from 1801.0 to 1929.5
1935
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저널
Missing Asteroids
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[20]
저널
Rosetta Asteroid Targets: 2867 Šteins and 21 Lutetia
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