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50000 Quaoar

50000 Quaoar
50000 Quaoar
Quaoar와 그 위성 Weywot의 저해상도 허블 우주 망원경 이미지, 2006년 2월
디스커버리[1]
발견한 사람
디스커버리 사이트팔로마 천문대
발견일자2002년 6월 4일
지정사항
(50000) Quaoar
발음/ˈkwɑːwɑːr/, /ˈkwɑː.ɑːr/
이름은 다음과 같습니다.
Qua-o-ar / Kwawar[2]
(통바 사람들의 신명)
2002 LM60
형용사콰오아리안
기호. (mostly 점성술)
궤도특성[3]
Epoch 2020년 5월 31일 (JD 2459000.5)
불확도 모수 3
관측호65.27 yr (23,839 d)
가장 빠른 발견일1954년 5월 25일
아펠리온45.488 AU (6.805 Tm)
근일점41.900 AU (6.268 Tm)
43.694 AU (6.537 Tm)
편심0.04106
288.83 yr (105,495 d)
301.104°
0° 0m 12.285s / day
기울기7.9895°
188.927°
≈ 2075년[6] 2월 11일
±17일
147.480°
알려진 위성1 (위노트)
신체적 특성
치수1,286 × 1,080 × 932 km[a][7]
평균직경
1,090±40 km (2024, 부피 등가)
평균반경
545±20 km (2024, 부피 등가)
3.78×106 km2[8]
용량6.78×108 km3[9]
덩어리(1.20±0.05)×1021 kg[10]: 3
1.66–1.77 g/cm3[7]
초속2 0.37m
최대 0.19m/s까지2
극지방 0.59m/s2
최대 0.5m/s까지2
17.6788±0.0004 h[11][10]
황도 13.6°[b] 또는 14.0°([c]고리와 동일 평면인 경우)
북극 우천
258.47°±0.87°[10]: 3 or 259.82°±0.23°(outer 링)
북극점 하강
+54.14°±0.11° 또는 +53.45°±0.30°(outer 링)
0.124±0.006[13]
온도44K[14]
IR(적중적색)
B–V=0.94±0.01
V-R=0.64±0.01
V-I = 1.28±0.02
19.0[18]
2.737±0.008[18]
2.4(assumed)
40.4±1.8 밀리초[19]

콰아르(Quaoar, 소행성명칭 50000 콰아르)는 해왕성 너머에 있는 얼음 행성들의 영역인 카이퍼 벨트에 있는 크고 고리 모양의 해왕성 횡단 물체입니다. 길쭉한 타원체 모양으로 평균 지름이 1,090km(680mi)로 왜소행성 명왕성의 절반 정도 크기입니다. 이 천체는 2002년 6월 4일 팔로마 천문대에서 미국 천문학자 채드 트루히요마이클 브라운에 의해 발견되었습니다. 콰아르의 표면에는 결정질의 얼음과 암모니아 수화물이 함유되어 있어 극저온 현상을 겪었을 가능성을 시사합니다. 표면에는 소량의 메탄이 존재하며, 이 메탄은 가장 큰 카이퍼 벨트 물체만이 유지할 수 있습니다.

콰오아르에는 2007년 2월 브라운에 의해 발견된 웨이워트라는 알려진 위성이 있습니다.[20] 두 물체 모두 캘리포니아 남부의 아메리카 원주민 통바족의 신화 속 인물들의 이름을 따서 지어졌습니다. 콰아르는 통바의 창조신이고 웨이노트는 그의 아들입니다. 2023년 천문학자들은 로슈 한계 밖에서 콰아르 주위를 도는 두 개의 얇은 고리를 발견했다고 발표했는데, 이는 로슈 한계 밖의 고리가 안정적이어서는 안 된다는 이론적 예상을 무색하게 합니다.[13]

역사

디스커버리

콰아르는 팔로마 천문대새뮤얼 오스친 망원경을 사용하여 발견되었습니다.
Quaoar의 느린 움직임을 보여주는 4.5시간 동안 촬영된 3개의 디스커버리 영상 애니메이션(화살표로 표시)[21]

콰오아르는 2002년 6월 4일 미국의 천문학자 채드 트루히요마이클 브라운에 의해 캘리포니아주 샌디에고 카운티팔로마 산맥에 있는 팔로마 천문대에서 발견되었습니다.[1] 이 발견은 팔로마 천문대의 1.22 미터 사무엘 오친 망원경을 사용하여 가장 밝은 카이퍼 벨트 물체를 찾기 위해 고안된 칼텍 광역 하늘 조사의 일부를 형성했습니다.[22] 콰오아르(Quaoar)는 2002년 6월 5일 트루히요(Trujillo)에 의해 이미지에서 처음으로 확인되었으며, 그는 오피우쿠스(Ophiuchus) 별자리의 별들 사이에서 천천히 움직이는 희미한 18.6 등급의 물체를 발견했습니다.[23][24] 콰오아르는 멀리 떨어진 천체에 대해 비교적 밝게 보였는데, 이는 퀘오아르가 왜소행성 명왕성의 지름과 비슷한 크기를 가질 수 있음을 시사합니다.[25]

Quaoar의 궤도를 확인하기 위해 Brown과 Trujillo는 아카이브의 발견 이미지를 찾기 시작했습니다. 그들은 1996년과 2000-2002년에 근지구 소행성 추적 조사로 찍은 여러 개의 발견 사진을 여러 관측소에서 얻었습니다.[21] 특히 그들은 1983년 5월 팔로마 천문대에서 행성 X를 찾고 있던 천문학자 찰스 T. 코왈이 찍은 기록 사진판 두 장도 발견했습니다.[24][26][27] 브라운과 트루히요는 이 발견 이전의 이미지들로부터 콰아르의 궤도와 거리를 계산할 수 있었습니다. 콰오아르의 추가적인 발견 이미지는 나중에 확인되었으며, 에드워드 로드가 1954년 5월 25일 팔로마 천문대 하늘 조사에서 이미지화한 사진판에서 발견한 가장 초기의 것으로 알려져 있습니다.[1][3]

브라운은 콰오아르의 발견을 발표하기 전에 허블 우주 망원경을 사용하여 콰오아르의 크기를 측정하기 위해 후속 관측을 수행할 계획이었습니다.[28] 그는 또한 가능한 한 빨리 발견 사실을 발표할 계획이었고 후속 관찰 동안 발견 정보를 기밀로 유지하는 것이 필요하다는 것을 알았습니다.[29] 동료 심사를 받아 허블 제안서를 제출하는 대신, 브라운은 허블 운영자 중 한 명에게 직접 제안서를 제출했고, 그는 즉시 브라운에게 시간을 할당했습니다.[29][30] 브라운은 허블의 관측 알고리즘을 세우는 동안 하와이 마우나케아에 있는 켁 망원경 중 하나를 천왕성위성에 대한 극저온 현상 연구의 일부로 사용할 계획이었습니다.[29] 이것은 그에게 후속 관찰을 위한 추가적인 시간을 제공했고 7월의 전체 관찰 세션을 이용하여 콰아르의 스펙트럼을 분석하고 표면 구성을 특성화했습니다.[31][29]

콰오아르의 발견은 2002년 10월 7일 소행성 센터에서 소행성 전자원형으로 공식 발표되었습니다.[24] 2002 LM이라는60 잠정적인 명칭이 붙여졌으며, 이는 2002년 6월 상반기 동안 발견되었음을 나타냅니다.[24][32] 콰오아르는 6월 상반기에 발견된 1,512번째 천체로, 앞의 문자와 가칭 번호에서 알 수 있습니다.[d] 같은 날, 트루히요와 브라운은 앨라배마주 버밍햄에서 열린 제34차 미국천문학회 행성과학부 연례회의에서 콰오아르를 관측한 결과를 보고했습니다. 그들은 콰오아르가 이전 기록 보유자인 20000 바루나2002 AW197을 능가하는, 지금까지 발견된 카이퍼 벨트 물체 중 가장 큰 것이라고 발표했습니다.[22][28] 콰아르의 발견은 명왕성을 왜행성으로 재분류하는데 기여한 것으로 브라운에 의해 인용되었습니다.[29] 그 이후로 브라운은 하우메아, 에리스, 메이크메이크, 공공을 포함한 더 큰 해왕성 횡단 물체를 발견하는 데 기여했습니다.

이름과 기호

콰아르가 발견했을 때, 행성 X에 대한 언급으로 임시 별명인 "오브젝트 X"가 붙여졌는데, 이는 행성 X의 크기와 알려지지 않은 특성 때문입니다.[29] 당시 콰오아르의 크기는 불확실했고, 높은 밝기로 인해 발견팀은 콰오아르가 10번째 행성일 가능성이 있다고 추측했습니다. 7월에 허블 우주 망원경으로 콰아르의 크기를 측정한 후, 그 팀은 그 물체의 이름, 특히 북미 원주민의 신화에 나오는 이름들을 고려하기 시작했습니다.[29] 작은 행성에 대한 국제천문연맹(IAU)의 명명 규칙에 따라 비공명 카이퍼 벨트 물체는 창조신의 이름을 따서 명명될 예정입니다.[32] 연구팀은 브라운의 연구소인 캘리포니아 공과대학이 위치한 로스앤젤레스 분지에 자생하는 통바족의 창조신 콰와르(Kwawar)라는 이름에 정착했습니다.[26]

브라운(Brown)에 따르면 "Quaoar"라는 이름은 3음절로 발음되며, Quaoar에 있는 Trujillo의 웹사이트에서는 통바 발음 [ˈ kw ɑː(w) ɑː(war)]의 근사치로 3음절 발음인 kw ʊ(w) ʔ r/를 제공합니다. 이름은 콰와르 신의 통상적인 영어 철자와 발음을 반영하여 /ˈ kw ɑː w ɑː r/ 두 음절로 발음할 수도 있습니다.

통바신화에서 콰와르(Kwawar)는 신들을 노래하고 춤추며 존재하는 우주의 성별[33] 없는 창조력입니다.[2] 그는 먼저 노래하고 춤을 추며 웨이봇(하늘의 아버지)을 만들고, 그 다음에 그들은 함께 체후잇(지구의 어머니)과 타밋(태양 할아버지)을 불러 존재하게 합니다. 그들이 이렇게 하면서, 각각의 새로운 신이 노래하고 춤을 추면서 창조력은 더욱 복잡해졌습니다. 결국 혼란을 질서정연하게 정리한 후, 그들은 세상을 지탱한 일곱 명의 거인을 만들었고,[23][28] 그 다음에는 동물들, 그리고 마침내 첫 번째 남녀 토보하르와 파하비트를 만들었습니다.[23]

통바 신화에 나오는 이름을 조사한 브라운(Brown)과 트루히요(Trujillo)는 통바족의 동시대 사람들이 있다는 것을 깨달았고, 그들은 통바족의 이름을 사용하기 위해 연락을 취했습니다.[29] 그들은 부족 역사가 마크 아쿠냐(Marc Acuna)에게 자문을 구했고, 그는 콰와르(Kwawar)라는 이름이 실제로 새로 발견된 물체에 적합한 이름임을 확인했습니다.[23][33] 그러나 통바족은 하이픈은 생략했지만 브라운과 트루히요가 채택한 철자 Qua-o-ar를 선호했습니다.[29] 콰아르의 이름과 발견은 10월에 공개적으로 발표되었지만 브라운은 IAU의 소체 명명법 위원회(CSBN)의 승인을 구하지 않았습니다.[29] 실제로 콰아르의 이름은 2004년 마이너 플래닛 센터장 브라이언 마스덴(Brian Marsden)이 프로토콜 위반이라고 언급한 물체의 공식 번호보다 먼저 발표되었습니다.[29][35] 그럼에도 불구하고, 이름은 CSBN에 의해 승인되었고, 명명 인용은 콰아르의 공식 번호와 함께 2002년 11월 20일 마이너 플래닛 서큘러에 게재되었습니다.[36]

콰아르는 카이퍼 벨트에서 명왕성 크기의 물체를 찾는 과정에서 발견되었다는 점에서 우연이 아니라 큰 크기를 기념하기 위해 작은 행성 50000이라는 이름이 붙여졌습니다.[36] 큰 카이퍼 벨트 물체 20000 바루나에도 비슷한 경우에 번호가 붙여졌습니다.[37] 그러나 136199 에리스와 같은 이후의 더 큰 발견들은 궤도가 확인된 순서에 따라 단순히 번호가 매겨졌습니다.[32]

행성 기호의 사용은 천문학에서 더 이상 권장되지 않으므로 콰아르는 천문학 문헌에서 기호를 받은 적이 없습니다. 점성가들 사이에서 주로 사용되는 기호 ⟨⟩는 U+1F77E로 유니코드에 포함되어 있습니다. 이 상징은 매사추세츠의 소프트웨어 엔지니어인 데니스 모스코위츠가 디자인했습니다. 이 상징은 글자 Q(Quaoar의 약자)와 카누를 결합했으며 각진 통바 암각화를 회상하도록 양식화되었습니다.[40]

궤도 및 분류

콰아르의 궤도(파란색)를 명왕성(빨간색)과 해왕성(흰색)과 비교한 황도. 대략적인 근일점(q) 및 원일점(Q) 날짜는 각각의 궤도에 대해 표시됩니다.
콰아르의 궤도(노란색)와 다른 다양한 대형 카이퍼 벨트 물체의 극지도

콰오아르는 평균 43.7 AU (65억 4천만 km; 40억 6천만 마일)의 거리로 태양을 한 바퀴 도는 데 288.8년이 걸립니다. 궤도 이심률이 0.04인 콰아르는 원에 가까운 궤도를 따라가며 근일점에서 42 AU, 원일점에서 45 AU까지 거리가 약간만 다릅니다.[3] 이 정도의 거리에서는 태양의 빛이 콰아르에 도달하는 데 5시간 이상 걸립니다.[23] 콰오아르는 1932년 말에 마지막으로 핵을 통과했고 현재 연간 0.035AU, 즉 초속 약 170m(380mph)의 속도로 태양에 접근하고 있습니다.[41] 콰아르는 2075년 2월경 근일점에 도달할 것입니다.[6]

콰오아르는 원에 가까운 궤도를 가지고 있기 때문에 해왕성에 가까이 접근하지 않기 때문에 해왕성의 중력 영향으로 궤도가 크게 교란될 수 있습니다.[4] 퀘이사르는 해왕성으로부터 12.3 AU의 최소 궤도 교차 거리에 불과하며, 해왕성과의 평균 운동 궤도 공명에 있지 않기 때문에 궤도를 따라 해왕성에 접근하지 않습니다.[1][4] 심황도 조사의 시뮬레이션에 따르면 콰아르 궤도의 근일점과 원일점 거리는 향후 1000만 년 동안 크게 변하지 않으며 콰아르의 궤도는 장기적으로 안정적인 것으로 보입니다.[4]

콰오아르는 해왕성 너머 바깥쪽 태양계를 공전하기 때문에 소행성센터에서는 일반적으로 해왕성 횡단 천체 또는 먼 소행성으로 분류합니다.[1][3] 콰오아르는 해왕성과 평균 운동 공명에 있지 않기 때문에 소행성 센터와 심황도 조사에 의해 고전적인 카이퍼 벨트 물체(큐브와노)로 분류되기도 합니다.[4][5] 콰아르의 궤도는 황도면에 8도 정도 적당히 기울어져 있는데, 이는 동적으로 추운 집단 내에서 카이퍼 벨트 물체의 기울기와 비교할 때 상대적으로 높습니다.[29][42] 콰오아르의 궤도 경사는 4도보다 크기 때문에, 이는 동적으로 뜨거운 고경사 고전 카이퍼 벨트 물체의 일부입니다.[42] 콰오아르와 같은 뜨거운 고전 카이퍼 벨트 천체의 높은 기울기는 초기 태양계에서 해왕성이 바깥쪽으로 이동하는 동안 중력 산란으로 인한 것으로 생각됩니다.[43]

신체적 특성

크기 및 모양

Quaoar의 지름 추정 기록
연도 지름(km) 방법 참고문헌
2004 1,260±190 영상화 [19]
2007 844+207
−190
보온의 [44]
2010 890±70 온열/imaging [45]
2013 1,074±138 보온의 [46]
2013 1,110±5 엄폐 [47]
2023 1,086±4 엄폐 [13]
2024 1,090±40 열/occult [7]

2024년 현재 회전광 곡선항성 엄폐로 콰오아르의 모양을 측정한 결과 콰오아르는 평균 직경이 1,090km(680mi)인 3축 타원체임을 알 수 있습니다.[7] 콰아르의 지름은 명왕성의 절반 정도이며 명왕성의 위성 카론보다 약간 작습니다.[29] 2002년 발견 당시 콰아르는 명왕성 발견 이후 태양계에서 발견된 가장 큰 천체였습니다.[29] 콰오아르는 허블 우주 망원경 이미지에서 직접 측정한 최초의 해왕성 횡단 물체이기도 합니다.[19]

콰오아르의 원적외선방출과 가시광선에서의 밝기는 콰오아르가 17.68시간마다 회전함에 따라 크게 변합니다(가시광선 곡선 진폭 0.12–0.16). 이는 콰오아르가 적도를 따라 길쭉하다는 것을 의미할 가능성이 높습니다.[7] 2024년 차사바 키스(Csaba Kiss)와 공동 연구자들이 콰아르의 가시광선 및 원적외선 회전 광선 곡선을 분석한 결과 콰아르의 적도 축의 길이는 19%(a/b = 1.19), 콰아르의 극축 및 최단 적도 축의 길이는 16%(b/c = 1.16) 차이가 나는 것으로 밝혀졌으며, 이는 1,286 km × 1의 타원체 치수에 해당합니다.080 km × 932 km (799 mi × 671 mi × 579 mi).[a][7] 콰아르의 타원체 모양은 이전의 항성 오컬트에서 측정된 크기와 모양과 일치하며, 이러한 오컬트에서 콰아르의 크기와 모양이 변화하는 것으로 나타난 이유도 설명합니다.[7]: 6

Quaoar의 타원체 모양을 3가지로 나타낸 도식

콰아르의 길쭉한 모양은 크기가 크고 회전이 느리기 때문에 정수압 평형 상태에 있어야 한다는 이론적 예상과 모순됩니다.[7]: 10 마이클 브라운(Michael Brown)에 따르면 직경 900km(560mi) 정도의 암석체는 유체 평형으로 이완되어야 하는 반면, 얼음체는 200km(120mi)에서 400km(250mi) 사이의 유체 평형으로 이완되어야 합니다.[48] 유체정역학적 평형 상태에서 천천히 회전하는 물체는 편평한 스페로이드(매클로린 스페로이드)일 것으로 예상되는 반면, 거의 4시간 만에 회전하는 하우메아와 같은 유체정역학적 평형 상태에서 빠르게 회전하는 물체는 평평하고 길쭉한 타원체(자코비 타원체)일 것으로 예상됩니다.[7]: 10 콰아르의 비평형 형태를 설명하기 위해 키스와 공동 연구자들은 콰아르가 원래 빠른 회전을 하고 있으며 정수형 평형 상태에 있다고 가정했지만, 그 형태는 "얼어버렸다"며 콰아르가 위성 웨이봇의 조석력으로 인해 회전하면서 변하지 않았다고 가정했습니다.[7]: 10 이것은 토성의 위성 이아페투스의 상황과 비슷할 것인데, 현재의 자전 속도에 비해 너무 비스듬합니다.[49]

질량과 밀도

지구을 비교한 쿼아르

콰오아르의 질량은 1.2×1021 kg인데, 이는 케플러의 제3법칙을 이용하여 웨이봇의 궤도로부터 결정된 것입니다.[13] 2024년 현재 콰오아르의 지름과 질량을 측정한 결과, 콰오아르의 밀도는 1.66~1.77g/cm이며3, 이는 콰오아르의 내부가 낮은 공극률을 가진 약 70%의 암석과 30%의 얼음으로 구성되어 있음을 시사합니다.[7]: 10–11 쿼아르의 밀도는 이전에는 2-4g/cm3 사이로 훨씬 더 높을 것으로 여겨졌는데, 초기 측정 결과 쿼아르가 더 작은 직경과 더 높은 질량을 가지고 있다고 부정확하게 시사했기 때문입니다.[7]: 10 콰아르에 대한 이러한 초기의 고밀도 추정치는 연구자들이 이 천체가 큰 충돌 사건에 의해 노출된 암석 행성 중심부일 수 있다는 가설을 세웠지만, 이후 새로운 추정치가 콰아르에 대한 밀도가 더 낮다는 것을 나타내면서 이러한 가설은 더 이상 쓸모가 없게 되었습니다.[45]: 1550 [7]: 10

표면

콰오아르는 태양으로부터 받는 가시광선의 약 12%를 반사하는 어두운 표면을 가지고 있습니다.[13] 이것은 콰아르의 표면에서 신선한 얼음이 사라졌음을 나타낼 수 있습니다.[45] 표면은 적당히 붉은색이며, 이는 콰아르가 짧은 파장보다 긴 파장(더 붉은색)의 빛을 더 많이 반사한다는 것을 의미합니다.[50] 20000 바루나28978 익시온과 같은 많은 카이퍼 벨트 물체들은 비슷한 중간 정도의 붉은 색을 공유합니다.

2004년 데이비드 주빗제인 루의 분광학적 관측 결과 콰아르의 표면에 결정질의 얼음암모니아 수화물의 흔적이 발견되었습니다. 이러한 물질들은 태양과 우주 복사로 인해 점차 분해될 것으로 예상되며, 결정질 수빙은 최소 110K(-163°C)의 따뜻한 온도에서만 형성될 수 있으므로 콰아르의 표면에 결정질 수빙이 존재한다는 것은 지난 1000만 년 중 언젠가 이 온도로 가열되었음을 나타냅니다.[50]: 731 맥락상 콰아르의 현재 표면 온도는 50K(-223.2 °C) 미만입니다.[50]: 732 Jewitt와 Luu는 Quaoar의 가열에 대해 충격 사건방사성 가열이라는 두 가지 가설을 제안했습니다.[50]: 731 후자의 가설은 콰아르 표면에 암모니아 수화물이 존재함으로써 콰아르에서 극저온 현상이 발생할 가능성을 허용합니다.[50]: 733 암모니아 수화물은 콰아르의 표면에 극저온으로 퇴적된 것으로 추정됩니다.[50]: 733 Hauke Hussmann과 공동 연구자들의 2006년 연구는 방사성 가열만으로는 Quaoar의 맨틀-핵 경계에서 액체 물의 내부 바다를 유지할 수 없을 수 있다고 제안했습니다.[51]

2007년 콰아르 근적외선 스펙트럼을 보다 정밀하게 관측한 결과, 소량의 고체 메탄에탄이 존재하는 것으로 나타났습니다. 끓는점이 112K(-161°C)임을 감안할 때 메탄은 물 얼음이나 에탄과는 달리 콰아르의 평균 표면 온도에서 휘발성 얼음입니다. 모델과 관측 모두 소수의 큰 물체(플루토, 에리스, 메이크메이크)만이 휘발성 얼음을 유지할 수 있는 반면, 작은 네팔 횡단 물체의 지배적인 개체군은 얼음을 잃었다는 것을 시사합니다. 소량의 메탄만을 가진 콰오아르는 중간 범주에 속하는 것으로 보입니다.[31]

2022년 제임스 우주 망원경(JWST)의 저해상도 근적외선(0.7~5μm) 분광 관측 결과 콰아르 표면에 이산화탄소 얼음, 복잡한 유기물, 상당한 양의 에탄 얼음이 존재하는 것으로 나타났습니다. 다른 가능한 화학 화합물로는 시안화수소일산화탄소가 있습니다.[52]: 4 JWST는 또한 콰아르의 중해상도 근적외선 스펙트럼을 촬영하여 콰아르 표면에서 소량의 메탄이 존재한다는 증거를 발견했습니다. 그러나 JWST의 Quaoar의 저해상도 스펙트럼과 중간 해상도 스펙트럼 모두 암모니아 수화물의 결정적인 징후를 나타내지 않았습니다.[52]: 10

가능한 분위기

콰아르의 표면에 메탄과 다른 휘발성 물질이 존재한다는 것은 휘발성 물질이 승화되어 생성된 미약한 대기를 지지할 수 있음을 시사합니다.[14] 측정된 평균 온도가 약 44K(-229.2 °C)이므로 콰아르 대기압의 상한은 몇 마이크로바 범위에 있을 것으로 예상됩니다.[14] 콰아르의 크기와 질량이 작기 때문에 콰아르가 질소일산화탄소의 대기를 가지고 있을 가능성은 배제되어 있는데, 이는 가스가 콰아르에서 빠져나가기 때문입니다.[14] 상한이 1마이크로바 미만인 메탄 대기가 존재할 가능성은 2013년 콰아르가 15.8등급의 별을 가려냈지만, 콰아르의 평균 온도가 42K(-231)라는 가정 하에 최소 20나노바까지 상한을 두면서 대기가 존재한다는 징후가 나타나지 않았습니다.[47][14]2 °C) 및 그 대기는 대부분 메탄으로 구성되어 있습니다.[47][14] 2019년 또 한 번의 항성 엄폐 이후 기압의 상한이 10나노바로 강화되었습니다.[53]

위성.

콰아르의 반지와 달 위워트에 대한 예술가의 인상

콰오아르에는 2006년에 발견되어 콰오아르의 아들인 하늘의 신 웨이봇의 이름을 딴 웨이봇(전체 지정(50000))이라는 알려진 달이 하나 있습니다.[20][54] 콰아르를 13,300 km 거리로 돌고 있으며 지름은 약 170 km(110 mi)로 추정됩니다.[55]

반지.

디스커버리

2022년 8월 9일 콰아르와 두 고리에 의해 가려진 쌍둥이자리 북쪽 천문대에서 본 별의 밝기에 대한 광곡선 그래프. 외부 Q1R 고리의 불투명도의 비대칭성은 중심에 있는 콰오아르에 의한 오컬트 전후의 서로 다른 밝기 감소에서 분명합니다.

크기와 모양을 정확하게 결정하는 것 외에도 외부 태양계의 작은 물체 주변의 고리 및/또는 대기를 찾기 위해 장기간에 걸쳐 항성 엄폐 캠페인이 계획되었습니다. 이 캠페인들은 프랑스, 스페인, 브라질의 다양한 팀들의 노력을 결집시켰으며 유럽 연구 위원회 프로젝트인 Lucky Star의 산하에서 진행되었습니다.[10] 콰아르의 첫 번째 알려진 고리인 Q1R의 발견은 2018년에서 2021년 사이에 관측된 항성 엄폐 과정에서 사용된 다양한 장비와 관련이 있습니다. 나미비아에 있는 고에너지 입체 시스템(HES)의 로봇 ATOM 망원경, 10.4m 그란 텔레스코피오 카나리아스(스페인 라 팔마 섬), ESA CHOPS 우주 망원경, 그리고 호주의 시민 천문학자들이 운영하는 몇몇 관측소에서 해왕성과 같은 고리의 보고가 시작되었고 Q1R에서 밀집된 호가 처음으로 관측되었습니다.[10][56][57] 이 관측 결과를 종합하면 콰오아르 주변에는 부분적으로 밀도가 높고 대부분 긴장되고 독특하게 멀리 떨어져 있는 고리가 존재한다는 것을 알 수 있습니다. 2023년 2월에 발표된 발견입니다.[10][56]

2023년 4월, 행운의 별 프로젝트의 천문학자들은 콰아르의 또 다른 고리인 Q2R의 발견을 발표했습니다.[13] Q2R 고리는 2022년 8월 9일 하와이 마우나케아에 있는 8.2m 제미니 노스와 4.0m 캐나다-프랑스-하와이 망원경에 의해 항성 엄폐 상태에서 콰아르의 Q1R 고리를 확인하기 위한 관찰 캠페인에서 감지되었습니다.[13] 콰오아르는 10199 카리클로, 2060 키론, 하우메아에 이어 네 번째로 고리 체계를 가지고 있는 것으로 알려져 있고 확인된 소행성입니다.[10][e]

특성.

콰아르의 궤도도웨이노트 시스템
지구에서 본 모습
콰아르의 북극 상공에서 하향식으로 보기

콰오아르는 발견 순서에 따라 Q1R과 Q2R로 임시 명명된 두 개의 좁은 고리를 가지고 있으며, 이 고리들은 궤도 주기가 콰오아르의 회전 주기의 정수 비율인 반경 거리에 국한되어 있습니다. 즉, 콰오아르의 고리는 스핀 궤도 공명에 있습니다.[13]

링-문 시스템 데이터[13]
반지.
울리다
지명
반지름
(km)

(km)
광깊이
(τ)
Q2R 2520±20 10 ≈0.004
Q1R 4057±6 5–300 0.004–0.7
이름. 준장축
(km)
지름
(km)
기간
(일수)
웨이윗 13289±189 170 12.4311±0.0015

바깥쪽 고리인 Q1R은 콰아르를 4,057 ± 6 km(2,521 ± 4 mi) 거리로 공전하며 콰아르 반경의 7배 이상, 로슈 한계 이론적 최대 거리의 2배 이상입니다.[13] Q1R 고리는 균일하지 않고 원주 주위에서 강하게 불규칙하며, 좁은 곳에서는 더 불투명하고(그리고 더 밀도가 높습니다.) 더 넓은 곳에서는 덜 불투명합니다.[10] Q1R 링의 반경 폭은 5~300km(3~200mi)이고 광학 깊이는 0.004~0.7입니다.[13] Q1R 고리의 불규칙한 폭은 토성의 F 고리 또는 해왕성고리 호와 유사하며, 이는 Q1R 고리 내에 포함되어 중력적으로 물질을 교란시키는 킬로미터 크기의 작은 의 존재를 의미할 수 있습니다. Q1R 고리는 더 큰 질량으로 축적되지 않고 서로 탄성적으로 충돌하는 얼음 입자로 구성되어 있을 가능성이 높습니다.[10]

Q1R은 콰아르의 위성 웨이노트가 4,021 ± 57 km (2,499 ± 35 mi), 콰아르의 1:3 스핀 궤도 공명이 4,197 ± 58 km (2,608 ± 36 mi)인 6:1 평균 운동 궤도 공명 사이에 위치합니다. 이 공명에서 Q1R 고리의 우연한 위치는 고리가 단일 달로 축적되지 않고 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다.[10] 특히 1:3 스핀 궤도 공명에 대한 고리의 구속은 이전에 차리클로와 하우메아에서 볼 수 있듯이 고리가 있는 작은 태양계 물체에서 일반적일 수 있습니다.[10]

안쪽 고리인 Q2R은 콰아르의 반지름의 약 4.5배인 2,520 ± 20 km (1,566 ± 12 mi) 거리에서 콰아르 주위를 돌고 있으며, 또한 콰아르의 로슈 한계 밖에 있습니다.[13] Q2R 고리의 위치는 콰아르의 5:7 스핀 궤도 공명과 2,525 ± 58 km (1,569 ± 36 mi)에서 일치합니다. Q1R에 비해 Q2R 링은 방사형 폭이 10km(6.2mi)로 비교적 균일하게 보입니다. 광학 깊이가 0.004이므로 Q2R 링은 매우 미약하며 불투명도는 Q1R 링의 가장 밀도가 낮은 부분에 맞먹습니다.[13]

탐험

뉴호라이즌스에서 14 AU 거리에서 본 콰오아르

목성 중력 보조 장치를 이용한 퀘이사로의 비행 임무는 발사일인 2026년 12월 25일, 2027년 11월 22일, 2028년 12월 22일, 2030년 1월 22일, 2040년 12월 20일에 13.6년이 걸릴 것으로 계산되었습니다. 콰오아르는 우주선이 도착했을 때 태양으로부터 41~43 AU 떨어져 있을 것입니다.[58] 2016년 7월, New Horizons 우주선에 탑재된 LORRI(Long Range Reconnaissance Imager)는 약 14 AU의 거리에서 콰아르의 4개의 이미지 시퀀스를 촬영했습니다.[59] Interstellar Probe, 존스 홉킨스 응용 물리학 연구소의 폰투스 브란트와 그의 동료들의 개념은 성간 매질로 계속하기 전에 2030년대에 콰아르를 통해 날아갈 가능성이 있으며, 중국 국가 우주국이 태양권을 탐사하기 위해 제안한 선수오 탐사선 중 첫 번째는 태양권을 잠재적인 근접 표적으로 간주하고 있습니다.[60][61][62] 콰오아르는 특히 메탄 대기의 탈출과 극저온 현상 가능성, 그리고 태양권 코와의 근접성 때문에 이와 같은 임무를 위한 근접 표적으로 선택되었습니다.[60]

메모들

  1. ^ a b Kiss et al.(2024)에서 제공한 부피 등가 직경 1,090 km, a/b = 1.19 및 b/c = 1.16의 축비로부터 km 단위의 타원체 치수가 계산되며, 부피에 대한 인 V = π a bc {\= {3}}\pi abc}.
  2. ^ Morgado et al. (2023)는 적도 좌표(α, δ) = (258.47°, +54.14°)로 외륜의 북극 방향을 제시하며, 여기서 α는 오른쪽 상승이고 δ은 하락입니다. 이 적도 좌표를 황도 좌표변환하면 λ ≈ 240.17°, β +76.38°가 됩니다. 황도 β는 황도면으로부터의 각도 오프셋인 반면, 황도에 대한 기울기 iβ = +90°에서 황도 북극으로부터의 각도 오프셋인 반면, 황도에 대한 i는 β의 보체이며, 이는 차이 i = 90° β로 표현됩니다. 따라서 Quaoar의 바깥 고리의 축 방향 기울기는 황도에 대해 13.62°입니다. 바깥 고리가 콰아르의 적도와 동일한 평면이라면 콰아르는 황도에 대해 동일한 축 기울기를 가질 것입니다.
  3. ^ Pereira et al. (2023)는 적도 좌표(α, δ) = (171916, +53° 27')로 외륜의 북극 방향을 제시하며, 여기서 α는 오른쪽 상승이고 δ은 하락입니다. 이 등비좌표를 십진법에서 십진법으로 변환하면 (α, δ) = (259.82°, +53.45°)가 됩니다. 그런 다음 이러한 적도 좌표를 황도 좌표변환하면 λ ≈ 64.26°(일경도) 및 β ≈ +75.98°(일경도)가 됩니다. +90°에서 β 값을 빼면 황도에 대한 콰아르 외륜의 기울기가 나옵니다: i = 90° β ≈ 14.02°입니다. 바깥 고리가 콰아르의 적도와 동일한 평면이라면 콰아르는 황도에 대해 동일한 축 기울기를 가질 것입니다.
  4. ^ 소행성 임시 지정 협약에서 첫 번째 글자는 발견 연도의 반달을 나타내고 두 번째 글자와 숫자는 그 반달 내의 발견 순서를 나타냅니다. 2002 LM60 경우 첫 글자 'L'은 2002년 6월의 첫 번째 반달에 해당하며, 앞의 글자 'M'은 61번째 발견 주기(60주기 완료)에서 발견된 12번째 물체임을 나타냅니다. 완료된 각 주기는 발견을 나타내는 25개의 문자로 구성되며, 따라서 12 + (완료된 60개의 주기 × 25개의 문자) = 1,512.
  5. ^ 2060 키론의 고리는 2011년에 처음 관측되었으며, 2022년까지 확인되었습니다.

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