토성의 달 20개 새로 발견…목성보다 많아져
미국 연구팀 하와이 망원경으로 찾아내
위성 수 82개로 79개인 목성 앞질러
“행성 초기 지나던 천체 잔해일 것”
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토성의 위성 20개가 새로 발견됐다. 토성은 목성을 앞질러 위성이 가장 많은 행성에 등극했다.
미국 카네기과학연구소 등 공동연구팀은 7일(현지시각) “하와이 마우나케아에 있는 수바루 망원경으로 토성의 위성 20개를 새로 발견했다”고 밝혔다. 토성의 위성 수는 62개에서 82개로 늘어났다. 이로써 토성은 79개의 달이 돌고 있는 목성을 앞질러 위성이 가장 많은 행성이 됐다. 1990년대 후반 이후 지금까지 위성이 가장 많은 행성은 목성으로 알려져왔다.
새로 발견된 위성들은 지름이 모두 5㎞ 가량이다. 이 가운데 17개는 ‘역행 위성’으로 토성의 자전방향과 반대로 돌고 있다. 나머지 위성 3개는 토성의 자전방향과 같은 방향으로 ‘순행’하고 있다. 순행 위성 가운데 2개는 토성을 2년 주기로 공전하고 있다. 나머지 순행 위성 1개와 역행 위성들은 토성을 한 번 도는 데 3년 이상 걸린다.
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연구를 주도한 카네기연구소의 스콧 셰퍼드 박사는 “위성 궤도 연구는 위성들의 생성 기원과 함께 생성 당시의 토성 주변 환경에 대한 정보를 알게 해준다”고 말했다. 과학자들은 순행과 역행 위성들이 적어도 3개의 큰 천체가 부서진 잔해에서 형성됐다고 생각하고 있다. 큰 천체들이 달이나 소행성 같은 외부 천체와의 충돌에 의해 부서졌다.
새로 발견된 역행 위성 가운데 하나는 가장 외곽을 돌고 있다. 셰퍼드는 “위성들은 토성 궤도와 상당히 기울어져 있고 또 멀리 떨어져 있어 이것들이 토성과 함께 생성됐다고 생각되지 않는다. 위성들은 토성에 의해 포획된 것으로 보인다. 만약 지금 소행성이 지나간다면 현재는 소행성 에너지를 소멸시킬 수 없기 때문에 포획할 수 없을 것이다”라고 <비비시>(BBC)에 말했다.
하지만 태양계 생성 초기 토성이 형성되고 있을 때 먼지와 가스 구름 곧 ‘고리’(원반)가 토성을 둘러싸고 있었다. 이 원반은 지나가는 천체의 에너지를 소멸시킬 수 있었다. 하지만 대부분의 경우 이들 천체는 행성으로 빨려들어 합쳐졌다.
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셰퍼드는 “위성들은 개스와 먼지와 상호작용을 했을 것으로 생각한다. 이것들은 그곳을 지나던 혜성이나 소행성이었을 것”이라고 말했다. 그는 “대부분의 천체는 행성에 빨려들어가 천체가 형성되는 데 기여했다. 하지만 이들 천체는 개스와 먼지가 소멸되기 시작할 즈음에 포획돼 천체에 합쳐지지 않고 궤도에 붙잡혀 있게 됐을 것이라고 생각한다. 토성이 생성되고 남은 잔해일 것”이라고 설명했다.
연구팀은 새 위성들을 수바루망원경으로 2004~2007년에 촬영한 데이터에서 찾아냈다. 셰퍼드는 “처음부터 이것들이 토성의 위성인 것으로 생각했지만 궤도를 특정하기 어려웠다. 새로운 컴퓨터 작업을 통해 이들 천체가 토성을 돌고 있는 위성임을 확인했다”고 말했다. 연구에는 캘리포니아대와 하와이대 연구팀도 참여했다. 연구팀은 토성의 새로운 달에 붙일 이름을 공모하고 있다.
이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr
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