90482 오르쿠스

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1. 개요
2. 역사
- 2.1. 발견
- 2.2. 명칭
3. 궤도 및 자전
4. 물리적 특성
5. 위성
참조

1. 개요

90482 오르쿠스는 2004년에 발견된 해왕성 바깥 천체로, 로마 신화의 저승 신 오르쿠스의 이름을 따서 명명되었다. 플루토와 유사한 크기와 궤도를 가지며, 2:3 궤도 공명으로 해왕성을 공전한다. 오르쿠스는 약 910km의 지름과 21~25%의 알베도를 가지며, 위성 반스를 거느리고 있다. 표면에는 물 얼음, 톨린, 탄소 화합물이 존재하며, 과거 냉화산 활동의 흔적이 발견되기도 한다.

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90482 오르쿠스
기본 정보
허블 우주 망원경이 촬영한 오르쿠스와 위성 반트의 이미지
명칭	90482 오르쿠스
기호	[[파일:Orcus symbol (bold).svg\|24px\|🝿\|class=skin-invert]]
임시 명칭	2004 DW
형용사	오르쿠스-의 (Orcean)
명명 유래	오르쿠스
분류	태양계 외곽 천체 명왕성족 왜행성 후보
안티-플루토	안티-플루토
발견
발견일	2004년 2월 17일
발견자	마이클 E. 브라운 채드 트루힐로 데이비드 L. 라비노위츠
최초 프리커버리 날짜	1951년 11월 8일
궤도 정보
궤도 기준점	2020년 5월 31일 (JD 2459000.5)
불확실성	2
관측 호	68.16년 (24,894일)
원일점 거리	48.067 AU
근일점 거리	30.281 AU
근일점 통과 시점	≈ 2143년 1월 10일 ± 1일
궤도 긴반지름	39.174 AU
궤도 이심률	0.22701
공전 주기	245.19년 (89,557일)
평균 궤도 운동	0.00402°/일
궤도 경사	20.592°
승교점 경도	268.799°
근일점 인수	72.310°
위성 수	1 (반트)
물리적 특성
지름	910 ± 50/40 km 또는 917 ± 25 km
질량 (오르쿠스 및 반트 합계)	(6.348 ± 0.019)×10²⁰ kg
질량 (오르쿠스 단독)	(5.47 ± 0.10)×10²⁰ kg
밀도	1.4 ± 0.2 g/cm³
표면 중력	≈ 0.641 m/s²
탈출 속도	≈ 0.641 km/s
분광형	중립적
알베도	0.231 ± 0.018/0.011
표면 온도	< 44 K
겉보기 등급	19.1 (충일 때)
절대 등급	2.31 ± 0.03 (적분), 2.41 ± 0.05
색 지수
B–V	0.68
V–R	0.37

2. 역사

90482 오르쿠스는 2004년 2월 17일 칼텍의 마이클 브라운, 제미니 천문대의 채드 트루히요, 예일 대학교의 데이비드 라비노위츠에 의해 발견되었다.^[16] 이후 1951년 11월 8일 팔로마 천문대가 촬영한 발견 전 사진이 디지털화된 하늘 조사에서 확인되었다.^[16]

소행성 오르쿠스는 로마 신화에 나오는 저승의 신 오르쿠스(Orcus)의 이름을 따서 지어졌다. 플루토가 저승의 지배자였다면, 오르쿠스(에트루리아 신화 기원)는 유죄 판결을 받은 자를 처벌하는 신이었다.^[17] 국제천문연맹(IAU)의 명명 규칙에 따라, 플루토와 비슷한 크기와 궤도를 가진 천체는 저승의 신의 이름을 따서 명명된다. 발견자들은 이 천체의 이름을 맹세를 어긴 자를 처벌하는 에트루리아 신 오르쿠스의 이름을 제안했다. 또한 이 이름은 발견자 중 한 명인 브라운의 아내가 어렸을 때 살았고 그들이 자주 방문하는 오르카스 섬(Orcas Island)을 연상시키기도 했다.^[31]

2005년 3월 30일, 오르쿠스의 위성인 반트는 에트루리아 저승의 날개 달린 여성 존재인 반트(Vanth)의 이름을 따서 명명되었다. 반트는 죽음의 순간에 나타나 망자를 저승으로 인도하는 역할을 했다.^[35]

행성 기호는 더 이상 천문학에서 권장되지 않으므로, 오르쿠스는 천문학 문헌에서 기호를 받지 못했다. 주로 점성가들 사이에서 사용되는 기호(

)는 유니코드에 U+1F77F로 포함되어 있다.^[5]

2. 1. 발견

오르쿠스는 2004년 2월 17일에 칼텍의 미국 천문학자 마이클 브라운, 제미니 천문대의 채드 트루히요, 예일 대학교의 데이비드 라비노위츠에 의해 발견되었다.^[16] 이후 1951년 11월 8일에 팔로마 천문대가 촬영한 발견 전 사진이 디지털화된 하늘 조사에서 발견되었다.^[16]

2. 2. 명칭

소행성 오르쿠스는 저승의 로마 신화 신 중 하나인 오르쿠스(Orcus)의 이름을 따서 명명되었다. 플루토가 저승의 지배자였다면, 오르쿠스(에트루리아 신화 기원)는 유죄 판결을 받은 자를 처벌하는 자였다.^[17] 국제천문연맹(IAU)의 명명 규칙에 따라, 플루토와 비슷한 크기와 궤도를 가진 천체는 저승의 신의 이름을 따서 명명된다. 이에 따라, 발견자들은 이 천체의 이름을 저승의 신이자 맹세를 어긴 자를 처벌하는 에트루리아 신인 ''오르쿠스''의 이름을 따서 명명할 것을 제안했다. 이 이름은 또한 발견자 중 한 명인 브라운의 아내가 어렸을 때 살았고 그들이 자주 방문하는 동음이의어인 오르카스 섬(Orcas Island)에 대한 사적인 언급이기도 했다.^[31]

2005년 3월 30일, 오르쿠스의 위성인 반트는 에트루리아 저승의 날개 달린 여성 존재인 반트(Vanth)의 이름을 따서 명명되었다. 그녀는 죽음의 순간에 나타날 수 있었고, 자주 영혼 인도자로서 망자를 저승으로 인도했다.^[35]

행성 기호의 사용은 더 이상 천문학에서 권장되지 않으므로, 오르쿠스는 천문학 문헌에서 기호를 받지 못했다. 주로 점성가들 사이에서 사용되는 기호 는 유니코드에 U+1F77F로 포함되어 있다.^[5]

3. 궤도 및 자전

오르쿠스는 해왕성과 2:3 궤도 공명을 이루며, 공전 주기는 약 245년이다.^[18]^[14] 플루티노로 분류된다.^[16] 궤도는 황도면에 대해 약 20.6° 궤도 경사를 이룬다.^[14] 오르쿠스는 근일점이 황도면 위에 있다는 점에서 명왕성과 유사하지만, 방향은 다르다. 오르쿠스는 한때 해왕성에 접근하지만, 두 천체는 공명 상태에 있어 항상 60° 이상 떨어져 있다.^[29] 오르쿠스는 해왕성과의 상호 공명으로 명왕성과 반대 위상으로 움직이므로 "반(反) 명왕성"이라고도 불린다.^[28] 2019년에 원일점을 지났고, 2143년 1월 10일경 근일점에 도달할 것이다.^[42] 딥 황도면 탐사에 따르면, 앞으로 1,000만 년 동안 오르쿠스의 근일점 거리는 27.8 천문단위가 될 수 있다.^[18]

오르쿠스의 자전 주기는 불확실하다. 7~21시간 범위의 변화를 보인다는 조사 결과도 있지만, 다른 조사는 가변성을 보이지 않았다.^[30] 오르쿠스의 자전축은 위성 반스의 궤도축과 일치할 가능성이 있다. 이 경우 오르쿠스는 현재 지구에 대해 극을 향하고 있어 밝기 변화가 거의 없는 이유를 설명할 수 있다.^[30]^[7] 호세 루이스 오르티스는 오르쿠스가 반스와 조석 고정되지 않았다고 가정하여 약 10.5시간의 자전 주기를 제시했다.^[7] 만약 조석 고정되었다면 자전 주기는 반스의 공전 주기인 9.7일과 같을 것이다.^[7]

4. 물리적 특성

오르쿠스의 절대 등급은 약 2.3등급이다.^[13] 스피처 우주 망원경이 원적외선에서,^[21] 허셜 우주 망원경이 서브밀리미터파에서 오르쿠스를 탐지한 결과, 지름은 958.4km로 추정되며, 오차는 22.9km이다.^[13] 오르쿠스는 약 21~25%의 알베도를 갖는 것으로 보이는데, 이는 1000km 지름 범위에 근접하는 해왕성 바깥 천체의 전형적인 특징일 수 있다.^[32]

오르쿠스와 반스는 이중 행성계로 구성되어 있다. 이 시스템의 총 질량은 6.348E kg으로 추정되며,^[40] 이는 토성의 위성 테티스(6.175E kg)와 거의 같다.^[38] 오르쿠스 시스템의 질량은 가장 질량이 큰 왜행성인 에리스(1.66E kg)의 약 3.8%이다.^[22]^[39] ALMA 측정에 따르면 반스의 질량은 전체 시스템 질량의 13.7 ± 1.3%를 차지하며, 두 천체의 밀도는 약 ~1.5g/cm3로 거의 같다.^[41] 오르쿠스의 밀도는 약 1.53g/cm3이지만, 반스의 밀도는 불확실하며, 추정치는 0.8g/cm3~1.53g/cm3의 범위에 있다.

2004년 분광 관측에서 오르쿠스의 가시광선 스펙트럼은 평탄하고 특징이 없었지만, 근적외선에서는 1.5 및 2.0 μm에서 중간 강도의 물 흡수 띠가 나타났다.^[33] 유럽 남부 천문대와 제미니 망원경을 이용한 추가 적외선 관측에서는 얼음과 톨린과 같은 탄소 화합물의 혼합물이 표면에 존재한다는 결과가 나왔다.^[24] 물과 메탄 얼음은 표면의 각각 50%와 30%를 넘지 않을 것으로 추정되는데,^[34] 이는 표면의 얼음 비율이 카론보다는 적지만 트리톤과는 유사함을 의미한다.^[34]

2008년부터 2010년에 걸쳐 이루어진 적외선 분광 관측에서는 오르쿠스 표면에 결정질 물 얼음이 존재한다는 증거인 1.65 μm에서의 깊은 물 얼음 흡수 띠와 2.22 μm에서의 새로운 흡수 띠가 발견되었다. 이 새로운 흡수 띠는 물 얼음에 용해된 암모니아/암모늄 또는 메탄/에탄 얼음 때문에 발생할 수 있다.^[23] 2010년 기준으로, 오르쿠스 표면에서 확실하게 확인된 화합물은 결정질 물 얼음과 어두운 톨린뿐이다. 암모니아, 메탄 및 기타 탄화수소의 확실한 확인을 위해서는 더 나은 적외선 스펙트럼이 필요하다.^[30]

오르쿠스는 휘발성 물질을 유지할 만큼 충분히 질량이 큰 해왕성 바깥 천체의 임계값에 위치한다.^[30] 오르쿠스의 반사 스펙트럼은 하우메아족과 관련이 없는 해왕성 바깥 천체 중 가장 깊은 물 얼음 흡수 띠를 보인다.^[22] 천왕성의 대형 얼음 위성은 오르쿠스와 매우 유사한 적외선 스펙트럼을 가지고 있다.^[22]

결정질 물 얼음은 해왕성 바깥 천체의 표면에서 약 1천만 년 안에 은하 및 태양 복사에 의해 완전히 비정질화된다.^[23] 따라서 결정질 물 얼음, 그리고 아마도 암모니아 얼음의 존재는 오르쿠스 표면에서 과거에 갱신 메커니즘이 활성화되었음을 나타낼 수 있다.^[23] 일부 계산에 따르면, 냉화산 활동은 약 1000km보다 큰 해왕성 바깥 천체에 가능하다.^[30] 오르쿠스는 과거에 적어도 한 번 그러한 에피소드를 겪었을 수 있으며, 이는 표면의 비정질 물 얼음을 결정질로 바꾸었다. 선호되는 유형의 화산 활동은 물-암모니아 용융에서 메탄의 폭발적인 용해에 의해 구동되는 폭발성 수성 화산 활동이었을 수 있다.^[30]

4. 1. 크기 및 밝기

오르쿠스의 절대 등급은 약 2.3등급이다.^[13] 스피처 우주 망원경이 원적외선에서,^[21] 허셜 우주 망원경이 서브밀리미터파에서 오르쿠스를 탐지한 결과, 지름은 958.4km로 추정되며, 오차는 22.9km이다.^[13] 오르쿠스는 약 21~25%의 알베도를 갖는 것으로 보이는데, 이는 1000km 지름 범위에 근접하는 해왕성 바깥 천체의 전형적인 특징일 수 있다.^[32]

등급과 크기 추정은 오르쿠스가 단일 천체라는 가정 하에 이루어졌다. 상대적으로 큰 위성 반스의 존재는 이를 상당히 변화시킬 수 있다. 반스의 절대 등급은 4.88로 추정되는데, 이는 오르쿠스 자체의 약 1/11 밝기임을 의미한다.^[22] ALMA가 2016년에 측정한 서브밀리미터파 측정 결과에 따르면 반스는 약 8%의 알베도를 가지며 상대적으로 큰 475km의 크기를, 오르쿠스는 약간 더 작은 910km의 크기를 가진다.^[36] 2017년 반스의 별 엄폐를 사용하여, 반스의 지름은 442.5km로 결정되었으며, 오차는 10.2km이다.^[37]

4. 2. 질량 및 밀도

오르쿠스와 반스는 이중 행성계로 구성되어 있는 것으로 알려져 있다. 이 시스템의 총 질량은 6.348E으로 추정되며,^[40] 이는 토성의 위성 테티스(6.175E)와 거의 같다.^[38] 오르쿠스 시스템의 질량은 가장 질량이 큰 왜행성인 에리스(1.66E)의 약 3.8%이다.^[22]^[39]

ALMA 서브밀리미터 망원경으로 측정한 결과, 반스의 질량 대 오르쿠스의 질량 비율은 0.16 ± 0.02이며, 반스는 전체 시스템 질량의 13.7 ± 1.3%를 차지한다. 이것은 또한 두 천체의 밀도가 약 ~1.5g/cm3로 거의 같다는 것을 의미한다.^[41] 오르쿠스의 밀도는 약 1.53g/cm3이지만, 반스의 밀도는 불확실하며, 추정치는 0.8g/cm3~1.53g/cm3의 범위에 있다.

4. 3. 스펙트럼 및 표면

2004년 분광 관측에서 오르쿠스의 가시광선 스펙트럼은 평탄하고 특징이 없었지만, 근적외선에서는 1.5 및 2.0 μm에서 중간 강도의 물 흡수 띠가 나타났다.^[33] 이는 오르쿠스가 붉은색 가시광선 스펙트럼과 특징 없는 적외선 스펙트럼을 보이는 다른 해왕성 바깥 천체와는 다르다는 것을 보여준다.^[33] 유럽 남부 천문대와 제미니 망원경을 이용한 추가 적외선 관측에서는 얼음과 톨린과 같은 탄소 화합물의 혼합물이 표면에 존재한다는 결과가 나왔다.^[24] 물과 메탄 얼음은 표면의 각각 50%와 30%를 넘지 않을 것으로 추정되는데,^[34] 이는 표면의 얼음 비율이 카론보다는 적지만 트리톤과는 유사함을 의미한다.^[34]

2008년부터 2010년에 걸쳐 이루어진 새로운 적외선 분광 관측에서는 오르쿠스 표면에 결정질 물 얼음이 존재한다는 증거인 1.65 μm에서의 깊은 물 얼음 흡수 띠와 2.22 μm에서의 새로운 흡수 띠가 발견되었다. 이 새로운 흡수 띠는 물 얼음에 용해된 암모니아/암모늄 또는 메탄/에탄 얼음 때문에 발생할 수 있다.^[23] 복사 전달 모델링에 따르면 물 얼음, 톨린, 에탄 얼음 및 암모늄 이온(NH₄⁺)의 혼합물이 스펙트럼과 가장 잘 일치한다.^[30] 2010년 기준으로, 오르쿠스 표면에서 확실하게 확인된 화합물은 결정질 물 얼음과 어두운 톨린뿐이다. 암모니아, 메탄 및 기타 탄화수소의 확실한 확인을 위해서는 더 나은 적외선 스펙트럼이 필요하다.^[30]

오르쿠스는 휘발성 물질을 유지할 만큼 충분히 질량이 큰 해왕성 바깥 천체의 임계값에 위치한다.^[30] 오르쿠스의 반사 스펙트럼은 하우메아족과 관련이 없는 해왕성 바깥 천체 중 가장 깊은 물 얼음 흡수 띠를 보인다.^[22] 천왕성의 대형 얼음 위성은 오르쿠스와 매우 유사한 적외선 스펙트럼을 가지고 있다.^[22] 다른 해왕성 바깥 천체 중에서는 2002 MS₄와 명왕성의 위성 카론이 오르쿠스와 유사한 표면 스펙트럼을 보인다.^[23]

4. 4. 냉화산 활동

결정질 물 얼음은 해왕성 바깥 천체의 표면에서 약 1천만 년 안에 은하 및 태양 복사에 의해 완전히 비정질화된다.^[23] 따라서 결정질 물 얼음, 그리고 아마도 암모니아 얼음의 존재는 오르쿠스 표면에서 과거에 갱신 메커니즘이 활성화되었음을 나타낼 수 있다.^[23] 암모니아는 지금까지 미란다 외에는 어떤 해왕성 바깥 천체나 외행성의 얼음 위성에서도 발견되지 않았다.^[23] 오르쿠스의 1.65 μm 밴드는 카론, 콰오아, 하우메아, 그리고 거대 행성의 얼음 위성에서처럼 넓고 깊다(12%).^[23] 일부 계산에 따르면, 가능한 갱신 메커니즘 중 하나로 여겨지는 냉화산 활동은 실제로 약 1000km보다 큰 해왕성 바깥 천체에 가능하다.^[30] 오르쿠스는 과거에 적어도 한 번 그러한 에피소드를 겪었을 수 있으며, 이는 표면의 비정질 물 얼음을 결정질로 바꾸었다. 선호되는 유형의 화산 활동은 물-암모니아 용융에서 메탄의 폭발적인 용해에 의해 구동되는 폭발성 수성 화산 활동이었을 수 있다.^[30]

5. 위성

마이클 브라운과 T.-A. 수어는 2005년 11월 13일 허블 우주 망원경 관측을 통해 위성 '''반스'''(정식 명칭: (90482) 오르쿠스 I 반스)를 발견했다.^[12] 이 발견은 2007년 2월 22일 국제천문연맹(IAU) 회보를 통해 발표되었다.^[11] 2016년 오르쿠스-반스 시스템의 서브밀리미터 영상에서는 반스의 크기가 475km(불확실성 75km)로 비교적 큰 것으로 나타났다.^[36] 2017년 별 엄폐 관측에서는 반스의 크기가 약 442.5km로 추정되었는데, 이는 2016년 추정치와 잘 일치한다.^[37] 반스는 명왕성의 위성 카론처럼 오르쿠스에 비해 상당히 크며, 이는 오르쿠스가 '안티-명왕성'으로 불리는 이유 중 하나이다. 오르쿠스가 왜소행성으로 정식 분류되면 반스는 카론과 디스노미아에 이어 세 번째로 큰 왜소행성 위성이 된다. 오르쿠스와 반스의 질량비는 1:33에서 1:12 사이로 추정된다.^[20]

참조

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