소행성 위성

3. 발견의 역사

허블 우주 망원경 시대와 태양계 외곽에 도달하는 우주 탐사선 이전에는 소행성 주위의 위성을 탐지하려는 시도는 지구에서 이루어지는 광학 관측에 국한되었다. 예를 들어, 1978년에는 별 엄폐 관측이 소행성 532 헤르쿨리나의 위성의 증거로 주장되었다. 그러나 이후 허블 망원경으로 더 자세히 촬영한 결과 위성이 발견되지 않았고, 현재의 합의는 헤르쿨리나에게 유의미한 위성이 없다는 것이다. 다음 해에도 소행성에 동반체(일반적으로 위성으로 지칭)가 있다는 유사한 보고가 있었다. 당시 천문학자 토마스 해밀턴의 ''스카이 앤 텔레스코프'' 잡지에 실린 편지에서는 지구상의 동시 충돌구(예: 퀘벡의 클리어워터 호수)를 지적하며, 이러한 충돌구는 중력적으로 묶인 쌍의 물체에 의해 발생했을 가능성을 제기했다.

1978년에는 명왕성의 가장 큰 위성인 카론이 발견되었지만, 당시 명왕성은 주요 행성 중 하나로 여겨졌다. 1993년, ''갈릴레오'' 탐사선이 소행성대에서 작은 닥틸이 243 이다를 공전하는 것을 발견하면서 첫 번째 소행성 위성이 확인되었다. 두 번째 위성은 1998년 45 유제니아 주변에서 발견되었다. 2001년, 617 파트로클루스와 크기가 같은 동반체 메노에티우스는 목성 트로얀에서 최초로 알려진 쌍 소행성이 되었다. 명왕성-카론 이후 최초의 해왕성 바깥 천체 쌍은 2002년에 광학적으로 분해되었다.

최초로 소행성 위성으로 보이는 것이 발견된 것은 1978년으로, (532) 에르크리나에 의한 별의 엄폐시 그 위성에 의한 것으로 보이는 감광이 관측되었다 (확정은 되지 않음). 1993년에는 갈릴레오 탐사선에 의해 (243) 이다의 위성이 촬영되었고, (243) Ida I 닥틸 (Dactyl)로 명명되었다. 그 후, 1998년에 마우나케아 천문대군의 캐나다-프랑스-하와이 망원경 관측에 의해 (45) 우제니아 (Eugenia)에 위성이 발견되었고, (45) Eugenia I 프티-프랭스 (Petit-Prince)로 명명되었다.

2010년대 초두 시점에서는 약 200개의 소행성에 위성이 발견되었지만, 이들은 지상 망원경 관측, 레이더 관측, 그리고 광도 측정을 통해 발견 (또는 간접적으로 확인)되었다. 지금까지 소행성대 및 트로얀군 소행성, 지구 근접 소행성, 화성 횡단 소행성, 해왕성 바깥 천체에서 위성이 발견되었다. 이러한 발견은 특히 보정 광학 기술의 향상에 기인하는 바가 크다.

두 개의 소행성이 서로의 중력에 이끌려 공통 질량 중심을 공전하는 연성 소행성의 대표적인 예는 1990년에 지상 관측으로 확인된 (90) 안티오페 (Antiope)이다.

2006년의 국제천문연맹 총회에서 새롭게 dwarf planet (왜행성)이 정의되었는데, 여기에 해당하거나 해당될 가능성이 있는 천체 중에도 위성을 가진 것이 몇 개 있다. 이 중, 명왕성의 제1 위성 카론은 1978년에, 다른 위성은 모두 21세기에 들어서 발견되었다.

4. 기원

소행성 위성의 기원은 현재로서는 확정되지 않았으며, 다양한 가능성이 제기되고 있다. 유력한 설은 원래 소행성에 다른 천체가 충돌하여 생긴 잔해로 만들어졌다는 것이다. 충돌로 인해 한 번 완전히 파쇄된 소행성이 라블 파일로 재집적될 때, 남겨진 파편이 위성이 되었다는 설, 라블 파일 소행성의 자전이 태양광의 영향에 의한 YORP 효과로 가속되면서 적도 부근에 팽창이 생기고, 이로 인해 분열하여 위성이 되었다는 설도 있다^[2]。

1978년, (532) 에르크리나에 의한 별의 엄폐시 그 위성에 의한 것으로 보이는 감광이 관측되었으나 확정은 되지 않았다. 1993년에는 갈릴레오 탐사선에 의해 (243) 이다의 위성이 촬영되었고, (243) Ida I 닥틸 (Dactyl)로 명명되었다. 그 후, 1998년에 마우나케아 천문대군의 캐나다-프랑스-하와이 망원경 관측에 의해 (45) 우제니아 (Eugenia)에 위성이 발견되었고, (45) Eugenia I 프티-프랭스 (Petit-Prince)로 명명되었다.

5. 분포 및 분류

이중 천체의 개체 수 데이터는 아직 불완전하다. 관측은 지구로부터의 거리, 크기, 알베도, 구성 요소의 분리 등에 의존하는데, 이러한 요소들에 불가피한 편향이 존재한다. 또한, 천체의 범주에 따라서도 빈도가 다르게 나타나는 경향이 있다. 소행성의 경우 약 2%가 위성을 가지고 있을 것으로 추정된다. 해왕성 바깥 천체(TNO)의 경우 약 11%가 이중 또는 다중 천체로 생각되며, 국제천문연맹(IAU)에 등재된 왜행성 4개를 포함하여 대형 TNO의 대다수는 적어도 하나의 위성을 가지고 있다.

각 주요 그룹에서 50개 이상의 이중 천체가 알려져 있다. 여기에는 지구 근접 소행성, 소행성대 소행성, 해왕성 바깥 천체가 포함되며, 광도 곡선 변화에만 근거한 수많은 주장은 포함되지 않는다.

해왕성보다 작은 궤도 긴반지름을 가진 켄타우루스 중에서는 지금까지 두 개의 이중 천체가 발견되었다. 이들은 2060 키론과 10199 카리클로 주위의 이중 고리 시스템이며, 각각 1993-2011년과 2013년에 발견되었다.

6. 주요 소행성 위성 목록

소행성 위성은 크게 다중 위성계와 단일 위성계로 분류할 수 있다.

'''다중 위성 시스템'''

87 실비아가 2005년에 두 개의 위성을 가진 것으로 밝혀지면서 삼중 소행성계라는 개념이 처음 도입되었다. 이후 45 유게니아와 왜행성 하우메아에서도 두 개의 위성이 확인되었다. 명왕성은 이들보다 많은 다섯 개의 위성을 가지고 있다.

216 클레오파트라와 93 미네르바는 각각 2008년과 2009년에 삼중 소행성으로 확인되었고, 이후 거의 매년 새로운 삼중 소행성이 발견되고 있다. 최근에는 지구 근접 소행성 3122 플로렌스에서 두 개의 위성이 발견되어, 태양계 내 다중 소행성계는 명왕성과 하우메아를 포함하여 총 16개이다.

'''단일 위성 시스템'''

현재까지 발견된 소행성 위성의 대부분은 단일 위성계이다. 1862 아폴로, 5381 세크메트, 66391 모슈프 등 주로 지구 근접 소행성에서 많이 발견된다.

소행성 위성의 기원은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만, 소행성 간 충돌이나 다른 천체의 중력에 의한 포획 등 다양한 가설이 제기되고 있다.

6. 1. 다중 위성 시스템

6. 2. 단일 위성 시스템

7. 접촉 이중 소행성

8. 더 보기

참조

_[1] 웹사이트 Ninth asteroid added to Lucy mission; optimism grows on solar array issue https://spaceflightn[...] Spaceflight Now 2022-06-14
_[2] 뉴스 小惑星の自転が加速、表面が飛び出して衛星に https://www.astroart[...] AstroArts天文ニュース 2008-07-17
_[3] arXiv 174P/Echeclus: a strange case of outburst https://arxiv.org/ab[...]
_[4] 간행물 Astronomers Image Double Asteroid http://www.boulder.s[...] SwRI Press Release 2000-10-26
_[5] 웹사이트 Asteroids with Satellites http://www.johnstons[...] Johnston's Archive 2009-10-16