오베론 (위성)

3. 궤도

오베론은 천왕성 주위를 약 584,000km 거리에서 공전하며, 천왕성의 5대 주요 위성 중에서 가장 멀리 떨어져 있다.^[10] 오베론의 궤도는 천왕성의 적도면에 대해 작은 궤도 이심률과 경사각을 가진다.^[10] 그 궤도 주기는 약 13.5일이며, 이는 자전 주기와 일치한다. 다시 말해, 오베론은 조석 고정되어 있어 한쪽 면이 항상 천왕성을 향하고 있다.^[12] 오베론은 궤도의 상당 부분을 천왕성의 자기권 밖에서 보낸다.^[26] 그 결과, 오베론의 표면은 태양풍의 직접적인 영향을 받는다.^[15] 자기권 내부를 공전하는 위성들의 후행 반구는 행성과 함께 자전하는 자기권 플라스마의 영향을 받기 때문에, 이는 중요한 현상이다.^[26] 이러한 충격은 후행 반구의 어두워짐을 초래할 수 있으며, 실제로 오베론을 제외한 모든 천왕성 위성에서 관찰된다.^[15]

천왕성은 거의 옆으로 누워 태양을 공전하고, 그 위성들은 행성의 적도면에서 공전하기 때문에(오베론 포함) 극단적인 계절 변화를 겪는다. 북극과 남극 모두 극은 42년 동안 완전히 어둠 속에 잠기고, 다른 42년 동안 지속적인 햇빛을 받는다. 각 지점에서 태양은 한 극 위의 천정 근처에서 떠오른다.^[15] 보이저 2호의 근접 비행은 남반구의 1986년 하지에 일치했는데, 이때 북반구 대부분은 어둠 속에 있었다. 42년마다 천왕성이 춘분을 맞이하고 적도면이 지구와 교차할 때, 천왕성 위성들의 상호 엄폐가 가능해진다. 이러한 현상 중 하나는 2007년 5월 4일에 관측되었는데, 오베론이 움브리엘을 엄폐하는 현상이 약 6분 동안 지속되었다.^[27]

4. 구성 및 내부 구조

오베론은 티타니아 다음으로 크고 무거운 천왕성의 위성이며, 태양계의 위성 중에서는 아홉 번째로 무겁다. 밀도는 1.63 g/cm³으로,^[29] 토성의 위성들보다 높아, 물 얼음과 고밀도 비얼음 성분이 거의 같은 비율로 구성되어 있음을 나타낸다. 비얼음 성분은 암석과 탄소질 물질(무거운 유기 화합물 포함)로 구성될 수 있다. 적외선 분광 관측 결과, 위성 표면에서 결정질의 물 얼음이 발견되었다.^[15] 물 얼음 흡수대는 오베론의 후행 반구에서 선행 반구보다 더 강하게 나타나는데, 이는 다른 천왕성 위성에서 관측되는 것과는 반대이다. 이러한 비대칭의 원인은 알려져 있지 않지만, 선행 반구에서 더 강하게 나타나는 충돌에 의한 토양 생성과 관련이 있을 수 있다. 운석 충돌은 표면에서 얼음을 튀겨내어 어두운 비얼음 물질을 남긴다.^[15] 어두운 물질은 메탄의 클러스터 하이드레이트가 방사선의 영향으로 변질되었거나, 다른 유기 화합물의 방사선에 의한 변질로 형성되었을 수 있다.

5. 표면 특징

5. 1. 지형 목록

5. 1. 1. 협곡

5. 1. 2. 크레이터

6. 기원과 진화

오베론은 천왕성 형성 후 남은 가스와 먼지로 이루어진 강착 원반 또는 천왕성에 큰 황도 경사를 부여한 거대 충돌로 생성된 아원반에서 형성된 것으로 추정된다.^[41] 토성 위성보다 높은 밀도를 고려할 때, 이 원반은 물이 부족하고 일산화탄소와 질소(N₂) 형태의 탄소와 질소가 풍부했을 것으로 보인다.^[12][41]

오베론의 강착은 수천 년 동안 지속되었으며,^[41] 이 과정에서 발생한 충돌은 위성 외층을 가열하여 최대 230,000(깊이 약 60km)까지 온도를 상승시켰다.^[42] 형성 후 표면은 냉각되었지만, 내부는 암석 내 방사성 원소 붕괴로 가열되었다.^[12] 이로 인해 표면층은 수축하고 내부는 팽창하여 지각에 강한 인장 응력이 발생, 균열을 일으켰다. 현재의 협곡 시스템은 약 2억 년 동안 지속된 이 과정의 결과로 추정되며,^[43] 내생 활동은 수십억 년 전에 중단되었다.^[12]

초기 강착 가열과 방사성 원소 붕괴, 그리고 암모니아 수화물이나 염과 같은 부동액의 존재는 얼음을 녹였을 가능성이 있다.^[43] 이로 인해 얼음과 암석이 분리되어 암석 핵과 얼음 맨틀 구조가 형성되고, 핵-맨틀 경계에 액체 물 층(해양)이 형성되었을 수 있다.^[29] 이 혼합물의 공융점은 176,000이며,^[29] 온도가 이보다 낮아지면 해양은 얼어붙었을 것이다. 물의 동결은 내부 팽창을 야기하여 협곡 형성에 기여했을 수 있다.^[34] 그러나 오베론의 진화에 대한 현재 지식은 매우 제한적이다.^[7]

7. 탐사

현재까지 오베론의 근접 사진은 1986년 1월 보이저 2호가 천왕성을 지나가면서 찍은 것이 유일하다. 보이저 2호가 오베론에 가장 가까이 다가갔을 때 거리는 470,600km였으며,^[44] 가장 좋은 해상도 이미지는 약 6km이다.^[34] 이 사진은 표면의 약 40%를 덮고 있지만, 지질학적 지도 작성이 가능한 해상도로 촬영된 표면은 25%에 불과하다.^[34] 보이저 2호가 가까이 지나갈 당시 오베론의 남반구가 태양을 향하고 있었기 때문에 어두운 북반구는 연구할 수 없었다.^[12] 이후 다른 우주선이 천왕성계를 방문한 적은 없다.

참조

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