트리톤 (위성)

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트리톤
Triton moon mosaic Voyager 2 (large).jpg
발견
발견자 윌리엄 라셀
발견일 1846년 10월 10일
궤도의 특성
긴 반지름 354,800 km
이심률 0.0000
공전 주기 5.877 일 (역행)
궤도 경사 130.67° (황도면에 대해)
157.340° (해왕성의 적도면에 대해)
130.063° (해왕성의 궤도에 대해)
모행성 해왕성
물리적 성질
평균 직경 2706.8±1.8 km [1]
표면적 23,018,000 km²
부피 10,384,000,000 km³
질량 2.147×10^22 kg
평균 밀도 2.05 g/cm³
표면 중력 0.78 m/s²
탈출 속도 1.5 km/s
자전 주기 5.877 일
동주기 자전
자전축 기울기 0
반사율 0.76
표면 온도
- 최소
- 평균
- 최대


34.5 K
대기 조성
압력 0.001 kPa
질소 99.9%
메탄 0.1%

트리톤(Triton 또는 Neptune I, 그리스어: Τρίτων)은 해왕성의 가장 큰 위성이고, 태양계에서 가장 차가운 천체에 속한다. 영국 천문학자 윌리엄 라셀에 의해 1846년 10월 10일에 발견되었다. 트리톤은 자신의 행성과 공전방향이 다른방향으로 도는 태양계의 위성 중에 가장 크다. 그것의 직경은 2700km이며 태양계 위성 중 7번째로 큰 위성이다. 공전궤도가 역행이라는 점과 조성이 명왕성과 비슷하다는 점 때문에 트리톤은 카이퍼 대로부터 사로잡혀온 것으로 생각된다. 트리톤의 표면은 대부분이 얼려진 질소와 얼음으로 되어 있고, 얼음으로 된 맨틀과 암석돠 금속으로 되어있는 단단한 핵으로 이루어져있다. 핵은 트리톤 전체 질량의 2/3를 차지한다. 트리톤의 밀도는 2.061g/cm3이고 대략 15~35%는 얼음으로 구성되어 있다.

트리톤은 지질활동이 있는 몇몇의 태양계 위성들 중 하나이다. 그 결과 이 위성의 표면은 상대적으로 젊고 복잡한 지질학적 역사와 신비로운 화산과 지질구조의 지형이 뒤얽힌 채 드러나 있다. 지각에는 간헐적으로 질소가 불출되는 지점이 부분적으로 드러나 있다. 트리톤은 지구의 대기압의 1/70,000보다 낮은 질소대기를 얇게 가지고 있다.

발견과 명명[편집]

트리톤은 영국 천문학자 윌리엄 라셀에 의해 1846년 10월 10일에 발견되었다. 그것은 해왕성 발견 후 단지 17일 만에 발견된 것이다.

라셀은 그의 아마추어 망원경을 1820년에 만들기 시작했다. 존 허셜은 해왕성 발견의 소식을 접한 후 라셀에게 위성을 찾을 수 있을 것이라고 제안하였다. 라셀은 그렇게 하였고 8일 후 트리톤을 발견하였다. 라셀은 해왕성의 고리도 발견하였다고 전해지지만, 해왕성의 고리는 아주 희미하고 어두워서 실제로 그가 발견하였는지는 의문이다.

‘트리톤’이라는 이름은 그리스 바다의 신이자 포세이돈의 아들에서 따온 것이다. 이 이름은 1880년에 쓰여진 카뮤 플라마리온(Camille Flammarion)의 저서 Astronomie Populaire에 처음으로 쓰였지만 공식적으로는 이후 수십년 동안 채택되지 않았다. 해왕성의 2번째 위성 네레이드가 발견되기 전까지 트리톤은 보통 ‘해왕성의 위성’으로 불렸다. 트리톤을 발견한 라셀 본인은 위성에 이름을 붙이지 않았지만, 나중에 토성의 8번째 위성을 발견했을 때에는 이름을 제안한 적이 있다.

궤도와 공전[편집]

트리톤은 태양계의 큰 위성들 중 유일하게 자신의 행성 주위를 역행하는 위성하다. 목성·토성·천왕성의 불규칙한 위성 중 상당수가 역행 궤도를 가지고 있지만, 그 위성들은 그들의 행성으로부터 멀리 위치하고 있고 크기도 작다. 그 중 가장 큰 포이베의 직경은 트리톤 직경의 8% 수준에 불과하다.

트리톤의 궤도경사는 해왕성 적도면에 대해 157°인데, 90°가 넘어가는 것은 역행 운동을 표현한 것이다. 해왕성의 적도면 자체도 해왕성의 궤도면으로부터 30° 기울어져 있어서, 트리톤의 궤도면은 해왕성 궤도면과 작게는 127°에서 크게는 173° 벌어져 있다. 트리톤은 지구년으로 678년 동안, 해왕성년으로 4.1 년 동안 천천히 해왕성을 공전한다. 트리톤의 해왕성 공전궤도는 이심률이 거의 0에 가까울 정도로 완벽한 원에 가깝다.

트리톤은 해왕성을 향해 동주기 자전을 한다. 다시 말해, 트리톤은 해왕성에게 항상 같은 면만을 바라보며 공전한다. 트리톤의 적도는 해왕성의 궤도면과 거의 일치한다. 트리톤은 해왕성과의 거리가 이미 지구와 달 사이보다 가까운 데다가 역행 공전을 하고 있어서, 조석 감속이 일어나고 있다. 36억년 뒤에는 로슈 한계를 맞은 트리톤이 부서져서 해왕성 주변에 토성과 같은 고리를 형성하거나 부서지지 않은 채로 해왕성의 대기에 충돌할 것으로 예상한다.[1]

트리톤의 자전축은 해왕성 궤도면으로부터 약 40° 기울어져 있어서, 결과적으로 트리톤이 해왕성 주위를 도는 동안 트리톤은 마치 천왕성처럼 극을 태양 쪽으로 향하는 경우가 생긴다. 해왕성이 해왕성을 공전할 때 트리톤의 극지방은 태양과 마주하게 되고 그 극은 주기적으로 바뀐다.

포획[편집]

역행하는 궤도의 위성은 행성이 만들어질때 태양 성운과 같은 지역에서 형성된 것이 아니기 때문에 다른 곳에서 포획되어 온 것이다. 트리톤은 해왕성 궤도의 안쪽에서 바깥쪽으로 확장해가는 작은 얼음 물체들이 있는 태양으로부터 50AU 떨어진 곳에 형성된 카이퍼 대에서 포획된 것으로 추정된다. 트리톤은 명왕성보다 약간 크고 조성이 거의 비슷하기 때문에 두 천체의 기원이 공통될 것이라는 가설이다.

물리적 특성[편집]

트리톤은 7번째로 큰 위성이고 태양계에서 16번째로 큰 천체이며 명왕성과 에리스보다도 약간 크다. 트리톤은 해왕성 궤도 중 해왕성을 제외한 모든 물질의 질량, 즉 행성의 고리와 13개의 다른 위성을 다 합친 질량의 99.5%를 차지하고 있다. 트리톤의 밀도는 2.061 g/cm3고 온도와 화학구성은 명왕성과 비슷하다.

명왕성과 비슷하게 트리톤 표면의 55%는 언 질소이고, 얼음이 15~35% 그리고 드라이 아이스가 10~20%로 구성되어 있다. 0.1% 메탄과 0.05%의 일산화탄소도 있다. 대륙권에 암모니아 이수화물이 있다면 표면에 암모니아가 있을 수도 있다. 트리톤의 밀도는 약 30~45%가 얼음이고 나머지는 암석재질이므로 추정이 가능하다. 트리톤의 표면지역은 2천3백만km2으로, 이는 지구 표면적의 4.5%에 해당하고 지구 육지의 15.5%에 해당한다. 트리톤은 반사도가 상당히 높아 트리톤에 도달하는 태양빛의 60~95%를 반사시키는데, 이는 오직 11%만을 반사하는 달에 비하면 큰 것이다. 트리톤은 적색의 색을 내는데 이는 메탄 얼음 때문인 것으로 생각된다.

대기[편집]

트리톤은 희박한 질소 대기를 가지고 있고, 일산화탄소와 소량의 메탄이 표면 근처에 있다. 명왕성의 대기와 비슷하고 트리톤의 대기는 트리톤의 표면의 질소들이 증발에 의해 기인한 것으로 생각된다. 표면온도는 적어도 35.6K이다.

트리톤의 표면에서 8km지점까지 대류권을 형성한다. 다른 대기와 다르게 트리톤은 성층권이 부족하고 대신에 8km에서 950km까지 열권이 존재하고 그 위로 외기권이 존재한다. 트리톤의 위쪽의 대기 온도는 표면보다 95±5K 높은데 이유는 태양방사선의 열을 흡수하고 해왕성의 자기장때문이다. 트리톤의 대기는 표면에서 1~3km사이에 압축된 구름을 가지고 있다.

관측과 탐사[편집]

트리톤의 궤도 특성들은 19세기에 높은 정확도로 정의되었다. 당시에 트리톤이 역행궤도인 것을 알아냈으며 해왕성 궤도면과 높은 각으로 기울어져있다는 것을 알아냈다. 트리톤을 처음으로 정밀하게 관측한 것은 1930년이었다. 20세기 후반에 보이저 2호가 위성에 가면서 더 많은 것이 밝혀졌다.

보이저 2호가 도착하기 전까지 천문학자들은 트리톤이 액체 질소 바다와 질소와 메탄 대기를 가지며 지구의 30%정도의 밀도를 가지고 있을 것으로 추정했다. 유명한 화성의 대기 밀도 관측처럼 이것은 완벽하게 틀렸다. 화성과 마찬가지로, 초기엔 더 짙은 대기가 있을 것으로 추정된다.

참조[편집]

  1. Chyba, C. F. (July 1989). Tidal evolution in the Neptune-Triton system. 《Astronomy and Astrophysics》 219 (1–2): L23–L26. Bibcode1989A&A...219L..23C.