역행 운동

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역행 궤도: 중심 천체(파란색)의 자전과 반대 방향에 있는 위성(빨간색)의 궤도.

역행 운동(逆行 運動, retrograde motion)은 다른 어떤 것에 대한 반대 방향으로의 이동이며, 순행 운동(順行 運動, direct 또는 prograde motion)의 반대이다. 이 운동은 다른 천체나 다른 가상의 점에 대한 한 천체의 궤도에 또는 한 천체의 그것의 자전축에 대한 회전에 혹은 자전축의 세차장동과 같은 현상에 적용될 수 있다. 행성계에서, 역행 운동은 일반적으로 공전 체계의 중심부를 이루는 객체인 기본체회전과는 반대 방향으로의 이동을 의미한다.

태양계에서, 많은 혜성은 예외로, 태양을 공전하는 모든 행성과 다른 대부분의 모든 객체는 태양의 자전과 같은 방향으로"순행" 이동한다. 역행으로 자전하는 금성천왕성을 제외하고 다른 대부분의 행성은 같은 순행의 방향으로 자전한다. 행성들의 대부분의 위성들도 그것들의 행성에 대해서 순행으로 공전한다. (천왕성의 위성의 경우, 그러함은 태양에 비해 역행하는 천왕성의 자전과 같은 방향으로 공전한다는 의미이다.) 역행으로 공전하는 몇몇 위성들이 있지만, 크기가 크고 해왕성과 가까운 그것의 달인 트리톤은 예외로, 그것들은 일반적으로 크기가 작으며 그것들의 행성들과는 멀리 떨어져 있다. 트리톤을 포함하는 역행하는 위성들은 다른 데에서 형성되어 그것들의 행성들을 중심으로 하는 궤도에 붙들린 천체들이다.

천체계의 형성[편집]

은하행성계형성될 때, 그것의 물질은 원반 모양을 취한다. 대부분의 물질은 한 방향으로 궤도를 갖고 공전한다. 그러한 이동의 불변성은 가스 구름의 붕괴로 인한 것이다.[1] 그러한 붕괴의 법칙은 각운동량의 보존이라 부르는 원리로 설명된다. 2010년에, 거꾸로의 궤도를 가지는 여러 개의 뜨거운 목성의 발견은 행성계의 형성에 대한 이론에 의문을 제기했다.[2] 그러함은 항성들과 그것들의 행성들이 분리되지 않고 성단에서 형성되며, 한 항성의 원시 행성계 원반이 다른 항성의 원반과 충돌하거나 그것으로부터 물질을 가져올 때, 원반과 결과가 되는 행성들의 역행운동을 야기할 수 있음을 언급함으로 설명이 가능하다.[3][4]

궤도 변수[편집]

궤도 경사각[편집]

천체의 궤도 경사각은 천체의 궤도가 순행인지 역행인지를 나타낸다. 천체의 궤도 경사각은 퀘도면과 그 천체의 중심체의 적도면과 같은 다른 기준면 사이의 각도이다. 태양계에서, 행성의 궤도 경사는 태양을 공전하는 지구 궤도의 평면황도면에서부터 측정된다.[5] 위성의 궤도 경사는 그것이 공전하는 행성의 적도에서부터 측정된다. -90도와 +90도 사이의 궤도경사각을 갖는 천체는 그것의 중심 천체가 자전하는 것과 같은 방향으로 공전 또는 선회한다. 정확히 90도의 궤도경사각을 갖는 천체는 순행도 역행도 아닌 수직의 궤도를 갖는다. 90도에서 270도 사이의 궤도경사각을 갖는 천체는 역행의 궤도에 있다.

자전축 기울기[편집]

천체의 자전축 기울기는 그 천체의 자전이 순행이 역행인지를 나타낸다. 자전축 기울기는 천체의 자전축과 그 천체의 중심 천체를 공전하는 궤도면수직인 선 사이의 각도이다. 90도까지의 자전축 기울기를 갖는 천체는 그것의 중심 천체와 같은 방향으로 자전한다. 정확히 90도의 자전축 기울기를 갖는 천체는 역행도 순행도 아닌 수직의 자전축을 지닌다. 90도에서 270까지의 자전축 기울기롤 갖는 천체는 그것의 궤도 방향과는 반대로 자전한다.

지구와 행성[편집]

태양계의 여덟 개의 모든 행성은 태양이 자전하는 방향과 같은 즉 태양의 북극의 위에서 봤을 때, 반시계 방향인 순행으로 공전한다. 그것들 중에서 여섯 개는 같은 방향으로 자전한다. 역행의 자전축을 갖는 예외의 행성들은 금성천왕성이다. 금성의 자전축 기울기는 177도인데, 그러함은 그것의 궤도 방향과 거의 정반대로 외전함을 의미한다. 천왕성의 자전축 기울기는 97.77도 이며, 따라서 그것의 자전축은 태양계의 황도면과 거의 수평이다.

대기권[편집]

지구의 대기권 내에서의 역행(운동)은 일기계 편서풍을 통해 동쪽에서 서쪽으로 또는 무역풍을 타고 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 일기계를 일걷는다.

위성과 발생[편집]

주황색 위성은 반대 방향으로 공전하고 있다.

만일 이 행성이 형성될 때 그 행성의 중력장으로 형성되었다면, 그것은 그 행성이 자전하는 것과 같은 방향으로 그 행성을 공전하는 규칙 위성이 될 것이다. 만일 천체가 다른 곳에서 형성된 후에 한 행성의 중력에 의해 궤도로 붙들렸다면, 그것은 그 행성의 측면과의 최초 접촉이 자전 방향의 앞에서 일어났는지 뒤에서 일어났는지 따라서, 역행이나 순행의 궤도로 붙들릴 수 있다. 역행하는 위성은 불규칙 위성이라 불린다.[6]

태양계에서, 소행성만한 크기의 많은 위성들이 역행 궤도를 갖는 반면, (해왕성의 가장 큰 위성인) 트리톤을 제외한 모든 거대 위성은 순행 궤도를 갖는다.[7] 토성의 포에베 고리에 있는 입자들은 불규칙 위성인 포에베에서 비롯되었기 때문에, 역행 궤도를 갖는다.

역행하는 모든 위성은 어느 정도의 조수의 감속을 경험한다. 태양계 내에서, 무시할 수 없는 그러한 효과를 가진 유일한 위성은 해왕성의 달인 트리톤이다. 다른 모든 역행 위성은 먼거리의 궤도에 있으며, 그것들과 그것들의 중심 행성 사이의 기조력은 무시해도 될 만큼 작다.

중심천체로부터 아주 멀리 떨어진 역행 궤도를 갖을 수 있는 힐 구 내에서의 안정된 권역은 순행 궤도에 대한 것보다 더 크다. 그러함은 목성을 공전하는 역행 위성이 더 많음을 설명하는 데 제안되어오고 있다. 하지만, 토성에는 순행과 역행의 위성들이 더 많이 뒤섞여 있기 때문에, 그러한 근본 원인은 더 복잡하게 나타난다.[8]

소행성과 혜성 그리고 카이퍼 대의 천체[편집]

일반적으로 소행성은 순행 궤도를 갖는다. 2011년 2월까지, 천문학자들은 36 개의 역행 궤도에 있는 소행성을 확인해 왔다. 역행하는 소행성은 다 타버린 혜성일 수도 있다.[9]

오르트 구름으로부터의 혜성들은 소행성들보다 역행할 가능성이 훨신더 크다. 핼리 혜성은 태양에 대한 역행 궤도를 갖는다.[10]

역행 궤도를 갖는 것으로 발견된 첫 번째 카이퍼 대 천체는 2008 KV42이다.[11] 왜행성명왕성은 역행으로 자전하지만 궤도는 그렇지 않다. 명왕성의 자전축 기울기는 거의 120도이다.[12]

태양[편집]

태양계의 질량 중심에 대한 태양의 움직임은 행성들로부터의 섭동으로 인해 복잡하다. 매 수백년마다 그러한 움직임은 역행과 순행 사이를 오간다.[13]

외계 행성[편집]

항성계와 행성계는 별개로 형성되기 보다는 성단에서 만들어지는 경향이 있다. 그러므로 하나의 원시 행성계 원반은 다른 조밀한 성간매질과 충돌할 수 있고, 원반 그러한 결과의 행성들의 기울어짐과 그것들의 항성들에 대한 역행 궤도들을 야기할 수 있다.[3][4]

역행 운동은 같은 행성계 내애서 다른 천체들의 중력적 상호작용(코자미 메커니즘)이나 또 다른 행성과 거의 충돌할 뻔한 결과일 수도 있고,[14] 혹은, 그것들의 행성계의 형성의 초기에 항성의 자기장과 행성이 형성되는 원반 사이의 상호작용으로 인해 항성이 스스로 뒤집힌 것일 수도 있다.[15][16]

한 연구에서, 알려진 모든 뜨거운 목성 중에서 절반 이상이 그것들의 모항성들의 자전축과 어긋나 있고, 여섯 개는 반대의 궤도를 갖는다.[2]

WASP-17b은 항성의 자전 방향과 반대로 공전하는 것으로 발견된 최초의 외계 행성이다.[17] 그 발견의 바로 다음날 HAT-P-7 b이 두 번째의 그러한 행성으로 발견되었다고 알려져 있다.[18]

항성[편집]

하늘에서 항성들의 배치는 고정적인 것으로 보이는데, 그것들은 서로 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 그것들의 이동은 육안으로 알아볼 수 없지만, 실제로 그것들은 은하의 중심을 공전하고 있다. 역행 궤도를 가지는 항성은 은하 원반에서 보다 은하헤일로에서 발견될 가능성이 더 크다. 우리 은하의 바깥쪽 헤일로는 역행 궤도의 많은 구상 성단을 갖고 있다.[19] and with a retrograde or zero rotation.[20] 헤일로 즉 은하의 구상(球狀) 부분은 두 가지의 별개의 요소로 구성된다. 안쪽의 구상 부분은 대개 은하에 대한 순행 궤도를 갖는 반면, 바깥쪽의 구상 부분은 대체로 역행 궤도를 갖는다.[21]

비교적 가까운 헤일로의 항성인 카프타인의 별은 왜소 은하로부터 뜯겨져 우리 은하와 합쳐진 결과로 그 은하에 대한 빠른 속도의 역행 궤도를 갖게 되었다고 여겨진다.[22]

은하계[편집]

위성 은하[편집]

은하단내에서 근접접근과 병합은 은하계 바깥의 물질을 끌어당길 수 있고, 더 큰 은하계를 순행으로나 역행으로 공전하는 보다 작은 위성 은하를 만들 수 있다.[23]

컴플렉스 H(Complex H)라고 불리는 한 은하는 우리 은하의 자전 방향에 비해 역행으로 우리 은하를 공전하고 있는데, 우리 은하와 충돌하고 있다.[24][25]

이중 반전의 융기[편집]

NGC 7331은 은하 원반의 일부와 역행방향으로 자전하며 융기하는데, 그러함은 아마 물질 유입의 결과인 듯하다.[26]

중심의 블랙홀[편집]

나선형의 은하의 중심에는 최소한 하나 이상의 초대질량 블랙홀을 포함한다.[27] 하나의 역행하는 블랙홀은 그것의 회전 방향이 그것의 원반과는 반대이며, 분출이 아예 없을 수도 있는 순행의 블랙홀보다 더 강력한 분출력을 지닌다. 과학자들은 부착 원반의 안쪽 가장자리와 블랙홀 사이의 간격을 기초로 역행 블랙홀의 형성과 발전에 대한 이론적 구조를 만들어오고 있다.[28][29]

같이 보기[편집]

참고 문헌[편집]

  1. Grossman, Lisa (2008년 8월 13일). Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. 2009년 10월 10일에 확인.
  2. Turning planetary theory upside down →거꾸로 도는 행성의 이론
  3. Stars that steal give birth to backwards planets, New Scientist →거꾸로 이동하도록 만들어지는 항성들, 뉴사이언티스트지, 2011년 8월 23일
  4. A natural formation scenario for misaligned and short-period eccentric extrasolar planets→비정렬된 단주기의 편심 궤도에 있는 외계 행성에 관한 자연적 형성의 시나리오, Ingo Thies, Pavel Kroupa, Simon P. Goodwin, Dimitris Stamatellos, Anthony P. Whitworth, 2011년 7월 11일
  5. McBride, Neil; Bland, Philip A.; Gilmour, Iain (2004). 《An Introduction to the Solar System》. Cambridge University Press, 248쪽. ISBN 0-521-54620-6
  6. “{{{title}}}”. Encyclopedia of the solar system. (2007). Academic Press.
  7. Mason, John (1989년 7월 22일). Science: Neptune's new moon baffles the astronomers. NewScientist. 2013년 4월 18일에 확인.
  8. Chaos-assisted capture of irregular moons→불규칙 위성의 혼돈조력의 붙들림, Sergey A. Astakhov, Andrew D. Burbanks, Stephen Wiggins & David Farrelly, NATURE | 423 | 2003년 5월 15일 15
  9. Hecht, Jeff (2009년 5월 1일). Nearby asteroid found orbiting Sun backwards. NewScientist. 2013년 4월 18일에 확인.
  10. Halley's Comet
  11. Hecht, Jeff (2008년 9월 5일). Distant object found orbiting Sun backwards. NewScientist. 2013년 4월 18일에 확인.
  12. http://www.daviddarling.info/encyclopedia/P/Pluto.html
  13. Javaraiah, J. (2005년 7월 12일). Sun's retrograde motion and violation of even-odd cycle rule in sunspot activity. 《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》 362 (2005): 1311~1318. arXiv:astro-ph/0507269. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09403.x. Bibcode2005MNRAS.362.1311J.
  14. Grossman, Lisa (2009년 8월 13일). Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. 2010년 9월 7일에 확인.
  15. Tilting stars may explain backwards planets, New Scientist, Magazine issue 2776 →기울어진 항성은 역행 행성을 설명할 수도 있다., 뉴사이언티스트지, 2776호, 2010년 9월 1일.
  16. Evolution of Spin Direction of Accreting Magnetic Protostars and Spin-Orbit Misalignment in Exoplanetary Systems →외계 행성계에서 커지는 자기장의 초기 항성의 회전 방향의 발전과 스핀궤도의 비정렬, Dong Lai, Francois Foucart, Douglas N.C. Lin
  17. D. R. Anderson et al. (2009). "WASP-17b: an ultra-low density planet in a probable retrograde orbit". arXiv: 0908.1553 [astro-ph.EP].
  18. Second backwards planet found, a day after the first, New Scientist →첫 번째 역행 행성의 발견 이튿날, 두 번째 역행 행성의 발견, 2009년 8월 13일
  19. Kravtsov, V. V. (2001년). Globular clusters and dwarf spheroidal galaxies of the outer galactic halo: On the putative scenario of their formation. 《Astronomical and Astrophysical Transactions》 20 (1): 89–92. doi:10.1080/10556790108208191. Bibcode2001A&AT...20...89K. 2009년 10월 13일에 확인.
  20. Kravtsov, Valery V. (2002년). Second parameter globulars and dwarf spheroidals around the Local Group massive galaxies: What can they evidence?. 《Astronomy & Astrophysics》 396: 117~123. arXiv:astro-ph/0209553. doi:10.1051/0004-6361:20021404. Bibcode2002A&A...396..117K.
  21. Carollo, Daniela, Timothy C. Beers, Young Sun Lee, Masashi Chiba, John E. Norris, Ronald Wilhelm, Thirupathi Sivarani, Brian Marsteller, Jeffrey A. Munn, Coryn A. L. Bailer-Jones, Paola Re Fiorentin, Donald G. York (2007년 12월 13일). Two stellar components in the halo of the Milky Way. 《Nature》 450 (7172): 1020–5. PMID 18075581. arXiv:0706.3005. doi:10.1038/nature06460. Bibcode2007Natur.450.1020C. 2013년 4월 18일에 확인.
  22. http://www.newscientist.com/article/mg20427334.100-backward-star-aint-from-round-here.html
  23. Making Counter-Orbiting Tidal Debris - The Origin of the Milky Way Disc of Satellites, M. S. Pawlowski, P. Kroupa, and K. S. de Boer
  24. Cain, Fraser (2003년 5월 22일). Galaxy Orbiting Milky Way in the Wrong Direction. Universe Today. 2013년 4월 18일에 확인.[깨진 링크(과거 내용 찾기)]
  25. Lockman, Felix J. (2003년). High-velocity cloud Complex H: a satellite of the Milky Way in a retrograde orbit?. 《The Astrophysical Journal Letters》 591 (1): L33–L36. arXiv:astro-ph/0305408. doi:10.1086/376961. Bibcode2003ApJ...591L..33L.
  26. Prada, F.; C. Gutierrez, R. F. Peletier, C. D. McKeith (14 March 1996). "A Counter-rotating Bulge in the Sb Galaxy NGC 7331". arXiv: arXiv:astro-ph/9602142 [astro-ph.]
  27. D. Merritt and M. Milosavljevic (2005). "Massive Black Hole Binary Evolution." http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2005-8/
  28. Some black holes make stronger jets of gas. UPI.com (2010년 6월 1일). 2013년 4월 18일에 확인.
  29. Atkinson, Nancy (2010년 6월 1일). What's more powerful than a supermassive black hole? A supermassive black hole that spins backwards.. The Christian Science Monitor. 2013년 4월 18일에 확인.

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