천문학-목성의 위성들

목성은

목성은 우리 태양계 행성 중 태양에서 다섯 번째 행성이며 두 번째로 많은 위성을 가지고 있습니다. 위성의 수가 많기 때문에 목성은 종종 "작은 태양계"라고 불립니다.

 

목성의 위성 발견 과정

17세기 초 천문학자인 갈릴레오 갈릴레이와 시몬 마리우스는 1610년에 목성의 가장 큰 위성 4개를 포함하여 태양이나 지구 주위의 궤도를 따르지 않는 천체를 처음으로 관찰했습니다. 이 위성들을 통칭하여 갈릴리 위성(Io, Europa, Ganymede, Callisto)이라고 부릅니다. 일부 사람들은 고대 중국의 천문학자 "Jian De"가 기원전 364년에 목성의 위성을 관찰했을지도 모른다고 추측하지만, 그러한 관찰에 대한 최초의 기록된 증거는 1610년 갈릴레오 갈릴레이에서 나온 것입니다. 그 해 1월, 갈릴레오는 자체 제작한 30x 망원경을 사용했습니다. 목성의 위성 4개를 관찰하기 위해. 그는 같은 해 3월 자신의 연구 결과를 공식적으로 발표했다. 시몬 마리우스는 갈릴레오가 발견된 다음 날 갈릴레오와 별도로 위성을 발견했지만 갈릴레오와는 달리 1614년이 되어서야 자신의 결과를 발표했습니다. 현재 갈릴리 위성으로 알려진 4개의 달(이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토)은 실제로 이름이 먼저 붙은 것입니다. 사이먼 마리우스가 제안했습니다. 1610년 이후에는 Barnard가 Amalthea를 발견한 1892년까지 더 이상 위성이 발견되지 않았습니다. 20세기에는 사진 기술의 발달과 함께 새로운 위성이 잇달아 발견됐다. 1979년 보이저 탐사선이 목성에 도착할 때까지 총 13개의 목성 위성이 발견됐다. 19세기 후반부터 소형 위성이 잇달아 발견됐다. 이 위성의 이름은 그리스 신화의 제우스와 연관되어 있습니다.

목성을 방문한 탐사선

목성을 탐사하기 위한 최초의 탐사선은 1973년 파이오니어 10호와 1년 후 파이오니어 11호였습니다. 이 탐사선은 갈릴리 위성의 저해상도 이미지를 제공했습니다. 그러다가 1979년에 보이저 1호와 보이저 2호는 이오의 화산과 유로파 표면의 얼음을 드러내는 획기적인 발견을 했습니다. 2000년 목성 주위를 공전하는 동안 카시니-호이겐스 토성 탐사선도 갈릴레이 위성을 만났습니다. 원래 명왕성 탐사를 위해 고안된 뉴 호라이즌스 탐사선은 2007년에 목성을 근접 비행하여 달의 궤도에 대한 상세한 측정을 수행했습니다. 갈릴레오 탐사선은 목성 주위 궤도에 진입한 최초의 우주선이 되는 이정표를 달성했습니다. 중요한 공헌 중 하나는 목성의 위성 유로파의 얼음 표면 아래에 바다가 존재할 가능성이 있다는 사실을 밝혀낸 것입니다. New Horizons는 소행성을 근접 비행하여 소행성 Ida와 Gaspra의 첫 번째 이미지를 포착하고 Ida를 공전하는 달 Dactyl을 공개했습니다. 2016년에 Juno 우주선은 궤도면 위에서 목성의 위성을 관찰하여 그 움직임을 보여주는 사진을 찍었습니다. 이 탐사선의 성과로 전체 목성계에 대한 더 자세한 정보를 수집할 수 있는 기회가 생겼습니다.

목성 위성의 궤도와 성질

목성의 위성은 다양한 궤도와 물리적 특성을 나타냅니다. 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토는 모두 직경이 3100km를 초과합니다. 특히 그 중 가장 큰 가니메데는 수성의 크기조차 능가한다. 크기 면에서 이들은 태양계에서 각각 4번째, 6번째, 1번째, 3번째로 큰 위성이다. 이 4개의 위성은 목성의 위성 시스템 질량의 압도적인 99.997%를 구성합니다. 세 개의 안쪽 위성은 조화로운 1:2:4 궤도 공명을 표현합니다. 이 이론적 틀에 따르면, 이 위성들은 약 100,000년 동안 지속된 저밀도 "목성 가스 성운"의 점진적인 강착을 통해 형성되었으며, 이는 그들의 형성의 복잡한 역학을 보여줍니다. 이오 외에도 유로파, 가니메데, 칼리스토에는 지하 바다가 있는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 이 4개의 위성을 제외하면 다른 위성들의 직경은 250km 미만이고, 대부분 5km를 간신히 넘는다. 위성 궤도는 거의 완벽한 원형 궤도부터 고도로 기울어지고 뒤틀린 궤도까지 모양이 매우 다양합니다. 많은 달이 목성의 자전과 반대 방향(역행)으로 공전합니다. 궤도 주기는 가장 짧은 7시간(목성의 자전 주기는 9시간 56분)부터 가장 긴 3000시간(3년)까지 다양합니다. 많은 위성이 불규칙하거나 역행 운동을 하지만 그 중 8개는 순행 운동을 합니다. 이들 위성의 궤도 경사는 상대적으로 완만하며 궤도는 거의 원형에 가깝습니다. 자체 중력을 통해 정수압 평형을 달성하는 구형 순행 위성인 갈릴레이 위성은 태양 주위를 공전하는 경우 왜소 행성으로 분류될 가능성이 높습니다. 이 분류는 고유한 특성과 중력 역학을 강조합니다. JUICE(목성 얼음 달 탐사)가 2023년 4월 성공적으로 발사되었습니다. 지구, 금성, 지구, 화성을 방문하고 왕복 여행을 통해 최소 5개의 궤도를 통과하는 광범위한 여행을 시작하여 탐사선은 2031년 7월 목성 궤도에 도달할 준비가 되어 있습니다. 유로파 연구는 2032년으로 계획되어 있으며, 이어서 칼리스토 관측이 이어질 예정입니다. 2033년. 그 후, 탐사선은 가니메데의 궤도에 진입하여 2034년까지 임무를 수행하고 목성의 얼음 달의 신비에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 것입니다.