해왕성의 달

저자 : Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University

해왕성이 발견 된 지 몇 주 만에 1846 년에 달 하나가 발견되었습니다. 천왕성과 해왕성은 구성과 구조의 조건, 달의 시스템은 매우 다릅니다. 해왕성은 현재 최소 14 개의 위성을 가지고있는 것으로 알려져 있지만, 그 위성 중 하나 인 Triton만이 구형이 될만큼 충분히 큽니다. 목성에 4 개의 둥근 달, 토성에 7 개, 천왕성에 5 개의 달을 비교하십시오.

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트리톤의 크기

크기 측면에서 트리톤은 태양에서 일곱 번째로 큰 위성입니다. 체계. 천왕성의 가장 큰 달인 티타니아의 지름의 두 배에 가깝지만 지구의 달보다는 작습니다. 목성의 둥근 달 4 개 중 가장 작은 유로파보다 직경이 약 10 % 더 작습니다. 트리톤은 목성의 가니메데 또는 토성의 타이탄 지름의 약 절반에 불과합니다. 그러나 트리톤은 토성의 위성 인 타이탄보다 밀도가 약 10 % 더 높기 때문에 트리톤에서는 더 큰 암석 부분, 즉 암석과 얼음 같은 작은 얼음 부분을 나타냅니다.

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Triton, 불규칙한 위성

얼음 때문에 Titan과 Triton은 지구의 달보다 밀도가 훨씬 낮습니다. Triton을 태양계의 다른 모든 큰 둥근 위성에 비해 진정으로 특별하게 만드는 것은 그것이 불규칙한 위성이라는 것입니다. 즉, Neptune을 둘러싼 부착 디스크에서 형성되지 않았습니다. 대신 Triton은 과거 어느 시점에서 Neptune의 중력에 의해 포착되었습니다. 우리는 트리톤이 궤도가 역행하기 때문에 포착 된 달이라는 것을 알고 있습니다.

트리톤은 해왕성이 회전하는 반대 방향으로 해왕성을 공전하고 있습니다. 그것은 Triton이 Neptune 주변의 부착 디스크에서 형성되지 않은 핵심 신호입니다. 트리톤의 궤도는 해왕성의 적도에 대해 약 23 ° 기울어 져 있습니다. 트리톤이 포착 된 물체라는 또 다른 신호입니다.

트리톤은 어디에서 왔습니까?

그래서 Triton은 어디에서 왔습니까? 아마도 Kuiper 벨트에서 나왔을 것입니다. 이것은 트리톤과 크기가 비슷한 다른 많은 알려진 얼음 물체가있는 해왕성의 궤도 바로 너머에있는 태양계의 영역입니다. 가장 유명한 카이퍼 벨트 거주자는 명왕성입니다. 명왕성을 포함한 일부 Kuiper 벨트 물체는 해왕성의 궤도를 가로 지르는 타원형 궤도를 가지고있는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 이러한 물체 중 하나가 과거에 해왕성과 마주 쳤고 해왕성의 중력에 의해 포착 된 것은 그리 놀라운 일이 아닙니다.

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트리톤 포획이 해왕성에 미치는 영향

이제 트리톤 포획은 트리톤과 해왕성 시스템 모두에 큰 타격을 줄 것입니다. Neptune에 구형의 일반 위성이없는 것은 우연이 아닐 수도 있습니다.

해왕성이 원래 부착 원반으로 형성된 일반 위성 시스템을 가지고 있다고 상상해보십시오. 그런 다음 Triton이 들어오고 Triton과이 위성 사이의 중력 상호 작용이 궤도를 방해했을 가능성이 높습니다. 아마도 큰 편심이나 경사를 주어 해왕성에 충돌하거나 해왕성 시스템에서 완전히 탈출하게 만들 수 있습니다.

해왕성의 작은 달인 네 레이드가 이에 대한 증거 일 수 있습니다. Faraway Nereid는 Triton이 캡처하는 동안 중력 상호 작용의 결과로 발생할 수있는 극도로 편심 한 궤도를 가지고 있습니다.

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The Capturing Impact on Triton

그리고 자유 비행에서 어떻게 되었습니까? 캡처 한 달에 대한 카이퍼 벨트 물체가 트리톤에 영향을 미칩니 까? 점령 이후 Neptune의 조력은 Triton의 회전을 회전 궤도 공명으로 가져 오는 역할을했습니다. 트리톤은 이제 달이 지구와 함께하는 것처럼 항상 해왕성을 향해 한 얼굴을 유지하고 매우 원형 궤도로 이동합니다.

트리톤은 해왕성에 매우 가깝게 공전합니다. 달이 지구를 공전하는 것보다 약 10 % 더 가깝습니다. 그리고 해왕성은 지구보다 직경이 약 4 배 더 크기 때문에 트리톤은 지구 달보다 직경이 약 20 % 작다는 점을 고려하면 트리톤이 해왕성 표면에서 하늘에서 지구 달이 우리에게하는 것과 거의 같은 크기로 나타납니다. 불규칙한 달이 행성 호스트에 너무 가깝게 공전하는 것은 매우 드문 일입니다.

트리톤의 궤도에 대한 예측

해왕성에 이렇게 가까운 트리톤에 작용하는 조력은 두 가지 중요한 영향을 미칩니다. 달. 첫째, 조력은 트리톤의 궤도를 바꾸고 있습니다.트리톤은 천천히 해왕성을 향해 안쪽으로 나선다. 예측에 따르면 약 35 억 년 안에 Neptune의 Roche 한도에 도달 할 것으로 예상됩니다. 이 시점에서 Triton은 Neptune의 압도적 인 조력과 분리되기 시작합니다.

따라서 몇 십억 년 안에 우리 태양이 적색 거성으로 변하고 지구가 더 이상 거주 할 수없는시기에 트리톤으로 이사 할 생각을했다면 놀라지 마십시오. 달이 아닌 해왕성 주변의 새로운 고리 시스템.

트리톤 표면

조력은 트리톤을 안쪽으로 끌어 당기는 것이 아닙니다. 이러한 조석 상호 작용은 또한 Triton의 내부를 늘리고 구부려 난방을 유발합니다. 이 가열은 Triton의 표면에 지질 활동을 가져 왔습니다. Triton에 대한 최고의 전망은 Voyager 2 플라이 비에서 나왔습니다. 가장 가까운 접근은 달에서 40,000km에 있었고 Voyager는 트리톤 표면의 40 %를 이미지화 할 수있었습니다.

다른 60 %는 미스터리로 남아 있습니다. 그러나 그 40 %는 지질 학적으로 풍부하고 다양한 세계를 보여줍니다. 표면의 절반 이상이 냉동 질소로 덮여 있습니다. 나머지는 워터 아이스와 냉동 이산화탄소의 조합입니다. 즉 드라이 아이스입니다.

Pinkish Hue 또는 Tholins of Triton

표면에 유기 화합물이 존재하기 때문에 표면이 분홍빛을 띕니다. 토성의 위성 타이탄에서 본 것과 같은 톨 린일 수 있습니다. 메탄이 햇빛에 의해 분해되고 그 구성 요소가 더 큰 유기 분자로 재 조립 될 때 발생할 수 있습니다.

트리톤 표면의 크레이터 및 기타 지질 학적 변화

표면은 표지판으로 덮여 있습니다. 하지만 트리톤에는 크레이터가 많지 않습니다. 분화구 계수는 Triton의 표면이 매우 젊고 가장 오래된 지역은 약 5 천만년 전임을 나타냅니다. 가장 어린 지역은 약 6 백만년 전으로 추정됩니다. 그러나 Triton은 다른 세계에서 볼 수있는 능선, 골짜기, 절벽 및 화산 평원을 표시합니다.

트리톤 서반구의 모양과 같은 멜론

그러나 태양계의 다른 곳에서는 볼 수없는 일부 지형도 있습니다. 이미지화 된 서반구 부분에서 Triton은 멜론처럼 보입니다! 약 30km의 불규칙한 구덩이 또는 함몰 패턴과 수백 미터 높이의 능선이 여기 표면을 덮고 있습니다. 일부 지역에서는 산등성이가 목성의 위성 인 유로파 표면을 연상 시키며 빙각의 지각 운동을 나타냅니다.

우리는 멜론 지형이 어떻게 형성되었는지 모릅니다. 한 가지 가설은 산등성이와 구덩이가 형성되어 더 따뜻한 고체 얼음 기둥이 표면에 밀려 구덩이를 둘러싼 융기 된 영역을 유발한다는 것입니다.

트리톤 남극 지역의 다른 지형

트리톤 남극 지역은 매우 다른 지형을 보여줍니다. 여기에서 우리는 간헐천으로 덮인 얼어 붙은 질소 아이스 캡을 볼 수 있습니다. 이 간헐천은 질소 가스를 Triton의 대기로 분출합니다. 보이저 2 호는 심지어 8km 높이에 달하는 연기로 진행중인 분화도 포착했습니다! 이러한 질소 분출은 우리가 활동적인 분출을 관찰 한 태양계 세계의 선택된 그룹에 Triton을 넣었습니다. 나머지는 유황이 풍부한 마그마를 분출하는 목성의 위성 이오입니다. 그리고 물 얼음을 분출하는 유로파; 그리고 물 얼음을 분출하는 토성의 달 엔셀라두스; 그리고 물론, 마그마를 분출하는 지구.

트리톤의 바람과 구름의 증거

Voyager 2는 트리톤 표면에서 약 1km 위의 질소 구름 지점도 발견했습니다. 트리톤에 바람이 불 었다는 증거도 있습니다. 바람을 직접 측정 할 수는 없지만 Triton의 간헐천에서 나오는 질소 가스 기둥은 바람에 의해 날아갑니다.

깃털은 대기에서 먼지와 유기 입자를 모은 다음 바람에 날려 결국 표면으로 떨어집니다. 간헐천에서 약 150km 길이의 바람에 날리는 먼지의 흔적을 볼 수 있습니다. 그리고 트레일은 모두 간헐천의 같은쪽에 있습니다. 즉, Triton의 풍향도 측정 할 수 있습니다.

트리톤의 계절

트리톤은 또한 해왕성의 매우 긴 계절을 경험하며, 각각 지구 년의 길이는 약 40 년입니다. Triton은 Neptune을 중심으로 기울어 진 궤도를 가지고 있기 때문에 기하학은 해왕성의 일부 동안 Triton의 극점이 태양을 향하도록 작동합니다. 이것은 한 반구를 일정한 일광에 유지하고 다른 반구를 일정한 밤에 유지합니다. 이것은 천왕성과 일부 위성의 시나리오와 유사하지만 더 오래 지속됩니다.

트리톤의 계절적 변화 관찰

우리는 이미 트리톤의 계절적 변화에 대한 힌트를 관찰했습니다. 첫째, 달이 더 옅어 지거나 덜 붉어지는 것처럼 보입니다. 이것은 새로운 냉동 질소 층이 떨어지고 표면의 톨린을 덮고 있기 때문일 수 있습니다.또한 대기가 더 두꺼워지고 있다는 힌트도 있습니다. 아마도 더 많은 질소를 증발시키는 표면의 온난화 때문일 것입니다.

해왕성의 다른 달

트리톤과 네 레이드는 보이저 2 호가 행성을 방문 할 때까지 해왕성을 공전하는 것으로 알려진 유일한 달이었습니다. 보이저는 6 개의 작은 위성을 더 발견했으며 다른 위성은 지구 기반 망원경을 사용하여 발견되었습니다. 해왕성의 고리 내에서 가장 안쪽에있는 네 개의 위성은 토성과 천왕성의 고리에서 볼 수있는 것과 비슷하게 고리의 일부를 매우 좁게 유지하는 데 양치기 영향을 미칠 수 있습니다.

해왕성의 고리

해왕성의 고리는 천왕성의 고리와 비슷하게 매우 어둡습니다. 그러나 해왕성의 고리를 구성하는 입자는 천왕성의 집 크기의 고리 입자에 대한 농구 공이 아니라 마이크로 미터 크기의 먼지입니다. 이것은 해왕성의 고리를 목성의 고리와 더 비슷하게 만듭니다. 1977 년 오컬트 연구에서 천왕성의 고리를 우연히 발견 한 것은 과학자들이 비슷한 방법을 사용하여 해왕성 주변의 고리를 찾으려고 시도하게 된 동기입니다.

그러나 Neptune에서 고리를 탐지하는 것은 신비 술 연구에있어 더 어려운 것으로 판명되었습니다. 결국 1989 년 Voyager 2의 비행선은 Neptune 주변에서 다섯 개의 고리를 발견했습니다. 세 개의 고리는 좁고 나머지 두 개는 훨씬 더 넓습니다.

해왕성의 달에 대한 일반적인 질문