세레스(왜행성)

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태양계 Solar System
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☉ 태양

행성
<nopad> 지구형 행성
☿ 수성 ♀ 금성 ⊕ 지구 ☾ 달 ♂ 화성 데이모스 / 포보스

<nopad> 목성형 행성 [A]
♃ 목성 갈릴레이 위성 등 95개▶ ♄ 토성 타이탄 등 146개▶ ♅ 천왕성 티타니아 등 28개▶ ♆ 해왕성 트리톤 등 16개▶


항성	지구형 행성		목성형 행성

소행성체 및 왜행성 [B]
<colbgcolor=#535353> 근지구천체		아텐 소행성군 · 아모르 소행성군 · 아폴로 소행성군 · 아티라 소행성군 외 다수
소행성대		⚳ 1 세레스 · ⚴ 2 팔라스 · ⚶ 4 베스타 외 다수
켄타우로스족		⚷ 2060 키론 · 10199 카리클로 외 다수
카이퍼대	<colbgcolor=#535353> 명왕성족	♇ 134340 명왕성 ( 카론 등 5개▶)
	하우메아족	136108 하우메아 ( 히이아카 · 나마카)
	큐비원족	136472 마케마케 ( S/2015 (136472) 1)
산란 분포대		136199 에리스 ( 디스노미아)
세드나족		90377 세드나 · 2012 VP₁₁₃ · 541132 렐레아쿠호누아
성간 천체		1I/오우무아무아 · 2I/보리소프
오르트 구름
구조		안쪽 오르트 구름(힐스 구름) · 바깥 오르트 구름
각주
[A] 천왕성과 해왕성은 해왕성형 행성으로 따로 분류하는 학자도 있다.			}}}}}}}}}

MPC 번호 순 소행성체(Minor Planet)
1 세레스	→	2 팔라스

1 세레스 Ceres
촬영: Dawn ( NASA, 2015)
분류
MPC 지정		(1) Ceres
천문 기호		⚳
소행성체 분류		왜행성 소행성대 천체
궤도 특성
궤도 장반경		2.7691651 AU
궤도 경사각		10.594067195°
이심률		0.076009
원일점		2.9796467 AU
근일점		2.5586836 AU
공전 주기		1681.63일 (4.60년)
물리적 성질
분광형		G형(Tholen), C형(SMASSII) 소행성
크기		(964.4×964.2×891.8)±0.2 km
지름		939.4±0.2 km[1]
질량		9.3835×10²⁰kg
표면적		2.77×10⁶km²
표면 중력		0.29m/s²
대기압		≳2.09 × 10^-8 Pa [2]
자전 주기		9.07417 시간
자전축 기울기		4.028(±0.01)° [3]
평균 온도		168K (-105도)
최고 온도		235K (-38도)
광학적 성질
겉보기 등급		6.64 ~ 9.34
절대 등급		+3.34
기하학적 반사율		0.090(±0.0033)

왼쪽부터 베스타와 세레스 그리고 달

파일:Ceres-DwarfPlanet-Animation-20150219.gif

2015년 2월, 돈 탐사선이 46,000 km까지 접근한 상태에서 촬영한 세레스의 자전 모습

1. 개요2. 발견3. 이름4. 특징5. 돈 탐사선6. 빛나는 점

[clearfix]

1. 개요

세레스(Ceres)는 화성과 목성 사이에 위치한 태양계의 왜행성이다.[4] 소행성대 천체들 중에서 가장 거대한 천체로, 소행성대 전체 질량의 31%, 거의 3분의 1 가까이를 차지하고 있다.[5]

2. 발견

세레스는 1801년 1월 1일, 이탈리아의 천문학자인 주세페 피아치가 발견했다. 가장 처음 발견된 소행성체이므로 식별 번호가 1번으로 붙었다.

처음 발견되었을 당시에는 행성으로 분류되었는데, 1845년 아스트라이아의 발견 이후 새로운 소행성들이 수두룩하게 보고되면서 소행성으로 분류되었다. 이후 명왕성의 행성 퇴출 사건으로 인해 왜행성 개념이 창안되었을 때는 또 다시 왜행성으로 분류되는 등 꽤나 기구한 사연을 가진 천체이다. 즉, 지금은 소행성이 아니라 엄연히 왜행성의 지위를 가진 천체이지만, 어쨌든 가장 먼저 발견된 소행성으로서 분류 번호는 여전히 1번을 가지고 있다.

발견 비화 또한 다소 독특하다. 태양계의 행성 위치에 대해 티티우스-보데 법칙을 적용하면 화성과 목성 사이에 자리가 하나 비게 된다. 이는 티티우스-보데 법칙의 허점으로 간주되었지만, 천왕성의 발견으로 이 법칙의 신뢰도가 갑자기 높아지면서 화성과 목성 사이에도 행성이 있을 것이라고 추측하는 사람이 많아졌고, 이 때 올베르스의 역설로 유명한 하인리히 빌헬름 올베르스[6] 등의 24명의 천문학자들이 황도면을 여러 구역으로 잘게 쪼갠 후 각자 한 구역씩을 맡아서 모든 영역을 빠짐없이 관측하는 방식으로 이 미지의 행성을 찾아내기로 했다.~~한마디로 생노가다~~

그러나 독일 학자들이 이렇게 철저한 계획을 세우고 있는 동안 이탈리아의 주세페 피아치[7]가 우연히 세레스를 발견해버렸다. 저 24명의 천문학자 그룹도 나중에 다른 소행성들을 추가로 발견하기는 했지만, 현재 그들의 이름을 기억하는 사람은 거의 없다. 사실은 피아치도 저 그룹의 일원이 될 예정이었으나, 초청장이 미처 도착하기도 전에 세레스를 발견해버렸다고 한다. 문제는 발견한지 얼마 지나지 않아 여러 사정이 겹쳐 관측을 하지 못하는 기간이 생겼고, 그 탓에 아직 궤도에 대한 계산을 하기 위한 자료가 충분하지 않은 상태에서 놓쳐버리게 된다.

당시 수학자와 천문학자들이 당시까지 알려진 천체계산용 기법을 사용했음에도 추적에 실패하지만, 당시 24세였던 카를 프리드리히 가우스가 그 얼마 되지 않은 22개의 자료만을 토대로 최소제곱법을 이용하여 궤도를 계산해내는데 성공, 가우스가 지정한 날짜와 장소에서 세레스가 재발견되어 천문학계에서 이름을 날리게 된다.

3. 이름

이름의 유래는 로마 신화에서 농사와 곡식을 주관하는 여신인 케레스로, 중국어권에서는 '곡신성(穀神星)'이라는 의역 단어로도 부른다.[8] 표면 지형도 농업과 연관된 이름이 붙었다.

세레스에 있는 크레이터의 명칭 중에 남위 69.2도 지점에 자청비라는 한국어 명칭이 붙은 지형이 있는데 이것은 제주도의 지방신 이름으로 이 역시 농경의 신이다. 이 이름은 독일항공우주센터의 슈테판 슈뢰더(Stefan Schröder) 박사가 제안해 승인을 받았다.

4. 특징

세레스는 아직 그 기원이 명확하게 밝혀지지 않았다. 소행성대에서 형성된 원시 행성이라는 설도 있었으나, 오카터 크레이터에서 발견된 암모니아염에 의해 카이퍼 벨트 등의 장소에서 생성되어 지금의 소행성대로 흘러 들어온 천체일 가능성에 무게가 실리고 있다.[9]

화성과 목성 사이의 중간 거리를 메우는 위치에 있다는 점 때문에 일부 과학자들은 미래에 행성간 항해가 자유로워지는 시대가 오게 된다면 이 천체에 반드시 우주 정거장이 필요하다는 주장을 하기도 한다.

2014년 1월, NASA에서 허블 우주 망원경을 통해 세레스에서 다량의 수증기가 분출되는 것을 확인했다고 한다. 다만 훨씬 이전부터 달, 화성, 목성의 위성 가니메데 및 칼리스토에서 대량의 얼음이 관측되었었고, 목성의 위성 유로파나 토성의 위성 엔셀라두스에서도 세레스와 같은 대량의 수증기 분출이 관측된 바 있다. 유로파나 엔셀라두스는 아예 바다가 존재할 것이라고 예측되는 등, 물 자체는 태양계에서 의외로 상당히 흔한 물질이다.

다만 문제는 대부분 얼어있거나 기화한 상태라는 것인데, 액체 상태의 물이 존재하기 위해선 여러가지 까다로운 조건이 필요하다. 현재까지 액체 상태의 물이 확인되었거나, 사실상 존재한다고 봐야 하는 천체들은 지구, 가니메데, 엔셀라두스, 유로파, 세레스가 전부이다.

그 외에 어쩌면 존재할 지도 모른다고 추정되는 천체는 엔셀라두스와 비슷한 환경일 가능성이 엿보인 칼리스토, 디오네, 명왕성 정도가 끝이며, 아리엘, 에리스, 미란다, 오베론, 트리톤 등은 아직까지 가설상의 단계로 남아 있다. 타이탄은 안정적으로 액체가 유지되어 강, 바다, 호수, 삼각주 등이 존재하지만, 그 액체의 정체는 물이 아닌 탄화수소 [10]이다.

내부에 암모니아 화합물이 세레스 내부에서 나왔을 가능성이 있다는 것이다. #

5. 돈 탐사선

돈 탐사선이 관측한 세레스의 지형

2015년, 돈 탐사선이 세레스에 도착해, 최초로 왜행성에 도착한 탐사선이자 최초로 2개의 천체 궤도를 돈 탐사선으로 이름을 남기게 되었다.[11]

세레스에 대한 본격적인 탐사는 탐사선이 보다 가까운 궤도에 완전히 진입한 4월 중순부터 시작되었으며, 이로써 인류는 세레스에 대한 상세한 정보를 얻을 수 있게 되었다. 자세한 내용은 해당 문서 참조.

6. 빛나는 점

허블 우주 망원경이 2004년 촬영한 세레스

과거 허블 우주 망원경이 세레스에서 흰 점이 찍힌 장면을 관측했는데, 자전에 맞춰 흰 점의 위치가 따라 움직이므로 지면에 고정된 것이 확인됐지만 정확하게 무슨 물질인지는 해상도가 낮아 파악할 수 없었다. 때문에 돈 탐사선이 접근하면 이 물체가 무엇인지 파악할 수 있을 것으로 기대되는 상황이었다.

2015년 2월 말 46,000km 지점에서 촬영된 사진

4,400km 지점에서 촬영된 사진

2015년 2월 말에는 46000 km 떨어진 곳에서 찍은 사진이 공개되었는데, 사실 점은 하나가 아니라 2개라는 사실이 밝혀졌다. 과학자들은 화산활동으로 인해 생겼을 가능성을 조심스럽게 제기하고 있다. 영어 위키백과에 따르면 얼음 덩어리이거나 지각 내부의 수분이 분출하여 생기는 얼음 입자라는 추측이 있다.

고화질 사진으로 찍힌 흰 점들 중 하나. 이 얼음산의 높이는 약 4km로 NASA는 '아후나 산(Ahuna Mons)'이라고 이름 붙였고, 가장 밝게 빛나는 점(Spot 5)이 위치한 넓이 92km, 깊이 4km의 거대한 크레이터를 '오카터(Occator)'라고 명명했다. 더 많은 사진은 NASA 홈페이지에서 볼 수 있는데, 가장 근접해 찍은 사진은 4,400km에서 찍은 사진이다.

돈 탐사선의 지속적인 관측 결과에 따르면 흰 점이 130개 이상 발견되었고, 이 흰 부분은 황화마그네슘의 한 종류인 헥사하이드라이트 또는 암모니아가 풍부한 점토일 것이라고 한다.

2020년 8월 11일 세레스에 소금 바다가 있으며, 지하에 액체 상태의 물이 존재한다고 기사가 나왔다. #

[1] 무려 한반도의 남북 직선거리 보다도 지름이 짧다. 한반도의 남북 직선거리는 1100km 전후. [2] 출처: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023JGRE..12807663M/abstract [3] 출처: T. Platz, A. Nathues, N. Schorghofer, F. Preusker, E. Mazarico, S. E. Schröder, S. Byrne, T. Kneissl, N. Schmedemann, J.-P. Combe, M. Schäfer, G. S. Thangjam, M. Hoffmann, P. Gutierrez-Marques, M. E. Landis, W. Dietrich, J. Ripken, K.-D. Matz & C. T. Russell (2016). "Surface water-ice deposits in the northern shadowed regions of Ceres". Nature Astronomy 1, 1–6 [4] 최초의 왜행성이라는 타이틀과 가장 작은 왜행성, 태양에서 가장 가까운 왜행성이라는 타이틀도 가지고 있다. [5] 다음 가는 베스타나 팔라스의 경우 각각 8.6%, 6.7%를 차지한다. [6] 소행성 베스타의 발견자이기도 하다. [7] 당시에는 남부 이탈리아를 장악하고 있던 시칠리아 왕국의 국민이었다. [8] 토성 밖에 있는 태양계 행성들은 다 한자를 통해 번역한 것이라 전부 이런 느낌의 단어이다. 천왕성은 우라노스가 우주 창조 설화에서 하늘을 상징했던 신이었기 때문에 '하늘의 왕'이라는 뜻에서, 해왕성은 포세이돈의 로마식 명칭인 넵투누스가 바다의 신이기 때문에 '바다의 왕'이란 뜻으로, 명왕성(왜행성)은 하데스의 로마식 명칭인 플루토가 명계(황천)의 신이기 때문에 '명계의 왕'이란 뜻으로 이름이 지어졌다. [9] Recent Hydrothermal Activity May Explain Ceres' Brightest Area [10] 그 중에서도 메테인이 대부분을 차지한다. [11] 돈은 2011년에 소행성 베스타의 궤도에 진입해 1년 간 탐사를 진행했던 적이 있다. 그 뒤에 베스타를 떠나 세레스에 도착한 것이다.