명왕성의 대기와 위성

대기

 

명왕성은 질소가스를 가지고 있습니다. (N2), 메탄(CH4) 및 일산화탄소(CO) 구성약한 대기, 이 대기는 명왕성 표면의 얼음과 평형상에 있습니다. 새 시야호의 측정에 따르면 표면 압력은 약 1 Pa(10μbar)이고 지구 표면 대기압의 약 100만분의 1에서 10만분의 1 정도입니다. 처음에는 명왕성이 태양에서 멀어짐에 따라 대기권이 표면으로 얼어붙어야 한다고 생각했습니다. 이후 새로운 시야 데이터와 지상 엄폐성 연구를 통해 명왕성의 대기 밀도가 증가하고 있으며, 명왕성 궤도주기 전반에 걸쳐 기상을 유지할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 

 

대기 중의 질소가스의 유출량이 예상보다 10,000배 적습니다. 앨런 스턴(Alan Stern)은 논쟁을 벌였습니다. 명왕성의 표면온도가 약간 높아지더라도 명왕성의 대기밀도가 지수적으로 증가할 수 있습니다. 18 hPa에서 280 hPa(헥토파스칼, 화성의 세 배에서 지구의 4분의 1)입니다. 이런 대기 밀도 하에서는 질소가 액체 형태로 표면 전체에 흐릅니다. 땀이 피부에서 증발할 때 몸을 식히듯이 명왕성의 대기가 승화하여 표면을 식혀줍니다. 대기가스의 존재는 1670km까지 거슬러 올라가며, 명확한 상부경계가 없습니다.

명왕성 대기 중 메탄입니다(강력한 온실가스)의 존재는 온도 반전을 일으킬 수 있습니다. 대기의 평균 온도는 그 표면보다 몇십 도 높습니다. 명왕성의 고층 대기가 100K가 아닌 70K로 훨씬 차가울 것이라는 관측이 나왔지만요. 명왕성의 대기권은 약 20개의 규칙적인 간격의 엷은 안개층으로 나뉘어져 최대 150km까지 갈 수 있는데, 이는 명왕산맥의 기류가 압력파를 발생시킨 결과로 생각됩니다. 

 

2015년 7월 명왕성 빙산, 얼음, 운갱을 속속 보내고 있습니다. 심지어 눈이 쌓인 이미지는 명왕성에 구름이 존재한다는 증거까지 보여줍니다. 왼쪽 그림은 스푸트니크 평원 남동쪽 상공에 매우 밝은 저공의 연기가 있는 것을 보여줍니다. Krun Macula 영역은 햇빛을 쪼이는 표면에 이산적으로 흐릿한 구름이 존재하지만 새 시야호 연구진은 구름의 실체를 확인할 수 없습니다. 연구팀은 복잡한 미세먼지를 포함해 명왕성 대기권의 존재 증거로 보고 있으며, 과학자들은 입력 데이터를 계속 분석하고 토론하고 있다고 존스홉킨스대 응용물리실험실 대변인이 밝혔습니다.

이 연구는 하나를 낳습니다. 명왕성이 행성 지위를 회복해야 하는지 의문입니다. 만약 명왕성에 구름이 존재한다면, 그것은 활성화된 표면 물질이 존재한다는 것을 의미합니다. 고리는 지구의 물순환이나 테트라와 같은 메탄순환입니다. 명왕성 표면과 대기권에 대한 새로운 의문을 낳는 이 연구는 영국 왕립천문학회 회장인 마틴 바스토우 교수는 "새로운 시야호 탐사선이 명왕성을 통과할 때 흥분되는 새로운 발견"이라며 "우리가 관측한 정보를 이해하는 데 시간이 좀 걸릴 것으로 생각하지만요. 명왕성은 지구에 비해 대기권이 희박해 구름이 있는지 여부가 불확실합니다. 바스토르는 "지구 대기구름은 대기권에 물방울이 떠서 만들어지는 것으로 (명왕성에) 비슷한 효과를 볼 수 있지만 반드시 물은 아닙니다. 특히 온도가 매우 낮을 때나표면 방출 물질이 구름을 형성하기 때문에 우리가 본 구역에는 더 많은 기체가 존재합니다. 주변보다 더 불투명해 보입니다. 그러나 물리학자들은 즉, 즉, 이라고 강조합니다. 명왕성은 어떤 종류의 활성 주기가 존재하며 행성 신분을 회복하는 것은 아닙니다. 바스토르는 태양계의 다른 별에도 활동 주기가 존재한다고 지적했는데, 예를 들어 토성(土星)에서 가장 큰 위성인 토사토는 이 연구회가 명왕성 행성의 신분 회복의 유력한 증거가 된다고 생각하지 않습니다. 

 

위성

 

명왕성은 다섯 개로 알려져 있습니다. 자연위성, 그중에서도 가장 명왕성에 가까운 것은 명위일입니다. 차론(Charon)은 1978년 천문학자 제임스입니다. 크리스티는 명왕성에서 유일하게 유체 정력 평형 상태일 가능성이 있는 위성이라는 사실을 발견했습니다. 명왕성-명위일 계통의 질심을 명왕성 성체 밖에 위치시키기에 충분한 질량입니다. 명위일 외에 네 개의 작은 외접 위성이 있습니다. 명왕성과의 거리 순으로 스틱스(Styx), 스틱스(Nix), 케르베로스(Kerberos), 하이드라(Hydra)입니다. 명위2와 명위3은 모두 2005년에 발견되었고, 명위4는 2011년에 발견되었고, 명위5는 2012년에 발견되었습니다. 위성의 궤도입니다도는 원형입니다(편심률 0.006 이하). 명왕성과는 적도공면(궤도경사각이 1°이하입니다), 단명왕성 공전궤도면과 대략 120° 정도 기울어져 있습니다. 명왕성 시스템은 고도로 콤팩트하며, 다섯 개의 알려진 위성이 안정적으로 궤도에 오른 지역의 내부 3% 내에서 작동합니다. 

모든 명왕성 위성의 궤도 주기는 모두 궤도 공진과 근공진 시스템에 있습니다. 궤도진동을 고려할 때 명위5와 명위2와 명위3궤도주기의 비율이 정확합니다18:22:33입니다. 명위5, 명위2, 명위4와 명위3과 명위1의 주기 사이에 일련의 근사 비율이 존재합니다. 3:4:5:6위성궤도가 바깥쪽으로 갈수록 비율이 정확도에 가깝습니다.

 

명왕성-명위 계열 통질심은 중심 천체의 외부에 위치하며, 태양계의 소수 사례 중 하나입니다. 하나, 617호 위성 시스템(lus-Menoetius)는 비교적 작은 사례이며, 태양-목성(Sun-Jupiter) 시스템은 매우 큰 사례입니다. 명왕성과 크기가 비슷해 일부 천문학자들은 쌍왜행성이라고 합니다. 이 시스템은 행성계에서도 매우 예사롭지 않습니다. 서로 조석이 잠겨 있기 때문에 명왕성과 명위는 항상 같은 반구로 서로를 향합니다. 천체의 어느 위치에서나, 다른 하나는 항상 하늘에서 같은 위치이거나, 가려서 보이지 않습니다. 이것은 각각의 자전 주기가 전체 시스템이 그 질심을 둘러싸고 있는 공전 주기와 같다는 뜻이기도 합니다.