링 방식

Ring system
프로메테우스(오른쪽)와 판도라는 토성의 F 고리 안쪽과 바깥을 돌고 있지만 프로메테우스만이 양치기 달 역할을 하는 것으로 생각된다.

고리 시스템은 먼지와 위성과 같은 고체 물질로 구성된 천체 주위를 도는 원반 또는 고리이며 거대 행성 주변의 위성 시스템의 공통 구성요소입니다.행성 주위의 고리 시스템을 행성 고리 [1]시스템이라고도 합니다.

태양계에서 가장 두드러지고 가장 유명한 행성 고리는 토성 주변의 행성들이지만, 다른 세 개의 거대 행성들(목성, 천왕성, 해왕성)도 고리계를 가지고 있다.최근의 증거는 고리 시스템이 작은 행성, 달, 갈색 왜성을 포함한 다른 종류의 천체 주변에서도 발견될 수 있다는 것을 암시하고 있으며 금성[1]수성과 같은 행성들 사이의 행성간 공간에서도 발견될 수 있다.

행성 고리계

토성 주위를 소용돌이치고 있는 고리는 얼음과 먼지 덩어리로 이루어져 있다.토성의 작은 검은 점은 토성의 위성 엔셀라두스의 그림자입니다.

두꺼운 행성 고리(행성 주위의 고리)가 형성되는 데는 세 가지 방법이 있다: 행성의 로체 한계 내에 있어 합쳐져 위성을 형성할 수 없었던 원시 행성계 원반의 물질, 큰 충격으로 인해 파괴된 의 잔해, 또는 파괴된 달의 잔해행성의 로체 한계 이내를 지날 때 조석 응력에 의해 움직였다.대부분의 고리는 불안정하고 수천만 년에서 수억 년 동안 소멸된다고 생각되었지만, 지금은 토성의 고리가 태양계의 [2]초기 시대로 거슬러 올라가 꽤 오래된 것으로 보인다.

더 희미한 행성 고리는 행성 주위를 도는 위성이나 토성의 E-링의 경우, 동결 황색 물질의 [3][4]방출과 같은 운석 충돌의 결과로 형성될 수 있습니다.

링 입자의 구성은 다양하며 규산염 또는 얼음 먼지일 수 있습니다.더 큰 바위와 바위도 존재할 수 있으며, 2007년에는 토성의 고리 안에서 불과 수백 미터 지름의 8개의 '위성'으로부터 조석 효과가 감지되었다.고리 입자의 최대 크기는 입자가 만들어지는 물질의 특정 강도, 밀도 및 고도에서 발생하는 조력에 의해 결정됩니다.조력력은 반지름 안쪽의 평균 밀도에 비례하거나 행성의 질량을 입방체 반지름으로 나눈 값에 비례합니다.이것은 또한 고리의 궤도 주기의 제곱에 반비례합니다.

때때로 고리는 "양치기" , 즉 고리의 안쪽이나 바깥쪽 가장자리 근처 또는 고리 틈새 안에서 궤도를 도는 작은 달을 가질 것이다.셰퍼드 달의 중력은 고리에 날카롭게 정의된 가장자리를 유지하는 역할을 합니다; 셰퍼드 달의 궤도에 더 가까이 이동한 물질은 고리 본체로 다시 꺾이거나, 시스템에서 방출되거나, 달 자체에 부착됩니다.

또한 화성의 위성인 포보스가 약 5천만 년 후에 분해되어 행성 고리로 형성될 것으로 예측된다.화성일보다 짧은 공전주기를 가진 낮은 궤도는 조석 감속으로 [5][6]인해 붕괴되고 있다.

목성

목성의 고리계는 1979년 [7]보이저 1호 탐사선에 의해 처음 관측되었을 때 세 번째로 발견되었고, 1990년대에 [8]갈릴레오 궤도선에 의해 더 자세히 관찰되었다.그것의 4개의 주요 부분은 "헤일로"로 알려진 희미하고 두꺼운 토러스, 얇고 비교적 밝은 주 고리, 그리고 두 개의 넓고 희미한 "고사머 고리"[9]입니다.이 시스템은 대부분 [7][10]먼지로 구성되어 있다.

토성

토성의 고리는 태양계의 행성 중 가장 광범위한 고리 체계이며, 따라서 꽤 오랫동안 존재했던 것으로 알려져 왔다.갈릴레오 갈릴레이는 1610년에 처음 그것들을 관찰했지만, 1655년 [11]크리스티안 호이겐스가 그렇게 하기 까지는 토성 주변의 원반으로 정확하게 묘사되지 않았다.고리는 많은 사람들이 생각하는 것처럼 일련의 작은 링렛이 아니라 [12]밀도가 다른 원반에 가깝습니다.그것들은 대부분 얼음과 미량의 암석으로 이루어져 있으며 입자의 크기는 마이크로미터에서 [13]미터까지 다양하다.

천왕성

천왕성의 고리 시스템은 토성의 광대한 시스템과 목성과 해왕성 주변의 단순한 시스템 사이에 있습니다.그들은 1977년 제임스 L. 엘리엇, 에드워드 W.에 의해 발견되었다.던햄과 제시카 [14]밍크.그때와 2005년 사이에 보이저[15] 2호와 허블 우주[16] 망원경의 관측으로 총 13개의 뚜렷한 고리가 확인되었는데, 그 중 대부분은 불투명하고 폭이 몇 킬로미터에 불과했다.그것들은 어둡고 아마도 물 얼음과 방사선 처리 유기물로 구성되어 있을 것이다.먼지의 상대적 부족은 천왕성의 확장된 외기권 코로나에서 오는 공기역학적인 항력 때문이다.

해왕성

해왕성 주변의 시스템은 가장 밀도가 높은 토성 고리의 저밀도 영역에 버금가는 5개의 주요 고리로 구성되어 있습니다.하지만, 그것들은 희미하고 먼지가 많으며, 목성과 구조가 훨씬 더 유사합니다.고리를 구성하는 매우 어두운 물질은 천왕성의 [17]고리와 같이 방사선에 의해 처리된 유기물일 가능성이 높다.고리의 20-70%는 먼지로,[17] 비교적 높은 비율입니다.고리의 암시는 1989년 보이저 2호가 결정적인 발견을 하기 전까지 수십 년 동안 목격되었다.

소행성 및 달의 고리계

2008년 3월[18][19][20] 보고에 따르면 토성의 위성 레아는 그 자체의 약한 고리계를 가지고 있을 수 있으며, 이것은 토성이 고리계를 가지고 있는 것으로 알려진 유일한 달이 될 것이라고 한다.2010년에 발표된 그 이후의 연구는 카시니 우주선에 의한 레아의 영상이 고리의 예측된 특성과 일치하지 않는다는 것을 밝혀냈으며, 이것은 고리 [21]가설을 이끈 자기 효과의 원인이 다른 메커니즘임을 암시한다.

몇몇 천문학자들은 명왕성이 고리 [22]체계를 가지고 있을 것이라는 이론을 제기했었다.하지만, 이러한 가능성은 뉴 호라이즌스에 의해 배제되었고, 그것은 그러한 고리 시스템을 감지했을 것이다.

샤리클로

센타우루스족인 10199 Chariklo는 고리를 가진 것으로 발견된 최초의 작은 행성이었다.그것은 두 의 고리를 가지고 있는데, 아마도 파편 사슬이 그것의 궤도를 돌게 한 충돌 때문일 것이다.이 고리는 2013년 6월 3일 천문학자 Chariklo가 남아메리카의 7개 지점에서 UCAC4 248-108672 별 앞을 지나가는 것을 관찰했을 때 발견되었다.관찰하는 동안, 그들은 엄폐 직전과 후에 별의 겉보기 밝기에 두 개의 침하를 보았다.이 사건은 여러 곳에서 관측되었기 때문에 사실상 고리에 의한 밝기 저하라는 결론은 만장일치로 유력한 가설입니다.관측 결과, 지구에서 달까지의 거리보다 약 1,000배 더 가까운 19킬로미터의 폭의 고리계가 밝혀졌습니다.게다가 천문학자들은 고리 잔해들 가운데 궤도를 돌고 있는 달이 있을 수 있다고 의심하고 있다.만약 이 고리가 천문학자들이 의심하는 것처럼 충돌의 잔여물이라면, 이것은 달이 더 작은 물질 조각들의 충돌을 통해 형성된다는 생각을 더 어렵게 할 것이다.Chariklo의 고리는 공식적으로 이름이 지어지지는 않았지만, 발견자들은 브라질의 [23]북쪽 끝과 남쪽 끝 근처에 있는 두 개의 강을 따서 Oiapoque와 Chuii라는 별명을 붙였다.

키론

두 번째 센타우루스인 2060 키론도 한 쌍의 [24][25]고리를 가지고 있는 것으로 의심된다.처음에는 키론의 혜성 같은 활동과 관련된 제트에서 비롯된 것으로 해석된 항성 교란 데이터에 기초하여, 고리는 반지름이 324 km(± 10)인 것으로 추정됩니다.다른 시야각에서의 외관 변화는 [25]시간이 지남에 따라 Chiron의 밝기 변화를 설명할 수 있습니다.

거대한 행성과의 근접 조우(로슈 한계치의 0.4배에서 0.8배 이내)에서 조우류가 붕괴될 때, 고리계는 센타우루스 주변에서 형성될 수 있다.(정의상 센타우르스는 하나 이상의 거대 행성의 궤도를 도는 작은 행성입니다.)초기 회전 주기가 8시간인 3~6km/s의 상대 속도로 거대 행성에 접근하는 미분화 물체에 대해서는 센타우루스 질량의 0.1%~10%의 고리 질량이 예측된다.미분화 물체로부터의 링 형성 가능성은 낮다.고리는 대부분 또는 전체적으로 모체의 얼음 맨틀에서 나온 물질로 구성될 것이다.고리가 형성된 후, 고리는 가로 방향으로 퍼져나가며, 센타우르스의 로체 한계를 넘어서는 부분으로부터 위성 형성을 이끌어 낼 것입니다.인공위성은 또한 붕괴된 얼음 맨틀로부터 직접 형성될 수 있다.이 생성 메커니즘은 센타우르족 중 약 10%가 잠재적으로 거대한 [26]행성들과 고리 형성을 경험하게 될 것이라고 예측합니다.

하우메아

2017년 1월 21일 관측된 별의 엄폐에 의해 왜성카이퍼 벨트의 공명 멤버인 하우메아 주변의 고리가 밝혀졌다.이로써 이 천체는 고리계를 가진 최초의 해왕성 횡단 [27][28]천체가 되었다.반지름은 약 2,287km, 폭은 70km, 불투명도는 0.5이다.[28]이 고리 비행기는 하우메아의 적도 및 더 큰 외측 위성 히이아카[28] 궤도와 일치한다.링은 반경이 2285±[28]8km인 하우메아의 회전과 3:1 공명에 가깝다.그것은 하우메아의 로체 한계 내에 있으며, 하우메아가 구면이라면 반지름은 약 4,400km에 있을 것이다(비구면이기 때문에 한계를 더 [28]멀리 밀어낸다).

외계 행성 주위의 고리

태양계의 모든 거대 행성들은 고리를 가지고 있기 때문에, 고리를 가진 외계 행성들의 존재는 그럴듯하다.토성의 고리에 지배적인 물질인 얼음 입자서리선 너머의 행성 주변에만 존재할 수 있지만,[29] 암석 물질로 구성된 이 고리 내에서는 장기적으로 안정적일 수 있다.이러한 고리 시스템은 통과법을 통해 관찰된 행성에 대해 불투명도가 충분할 경우 중심별의 빛을 추가로 감소시킴으로써 탐지할 수 있다.2020년 현재, HIP 41378 [30]f 주변에서 하나의 후보 태양 링 시스템이 이 방법으로 발견되었다.

포말하우트 b는 2008년에 검출되었을 때 크기가 크고 명확하지 않은 것으로 밝혀졌다.2020년 포말하우트 b 자체는 행성이 아닌 [32]소행성 충돌로 인해 팽창하는 파편 구름일 가능성이 매우 높은 것으로 확인되었지만, 이는 별의 먼지 원반에서 끌어온 먼지 구름 또는 고리 시스템 때문일 [31]수 있다.마찬가지로, 프록시마 센타우루스자리 c는 지구 질량이 7질량인 낮은 질량의 예상보다 훨씬 밝은 것으로 관측되었으며, 이는 약 [33]5의 고리 체계에 기인할 수 있다.

2007년에 56일 동안 관측된 별 1SWASP J140747.93-394542.6의 일련의 은폐는 "J1407b"[34]라고 불리는 (직접 관측되지 않은) 하위동반성의 고리계를 통과하는 것으로 해석되었다.이 고리 시스템은 약 9천만 킬로미터의 반지름에 기인한다.보도 자료에는 "슈퍼 토성"이라는 용어가 [35]사용되었습니다.그러나 이 항성계의 나이는 약 1,600만 년밖에 되지 않으며, 이는 이 구조가 사실이라면 진화한 행성계에서 안정적인 고리 체계라기보다는 행성계 원반일 가능성이 더 높다는 것을 암시합니다.이 고리는 반경 0.4AU 거리에서 0.0267AU 폭의 간격이 있는 것으로 관측되었다. 시뮬레이션에 따르면 이 간격은 외부 달의 공명 효과보다 내장된 달의 결과일 가능성이 높다.[36]

시각적 비교

목성의 주 고리의 갈릴레오 이미지입니다.
토성 고리카시니 모자이크입니다.
보이저 2의 천왕성 고리 이미지입니다.
해왕성 고리보이저2 이미지 쌍입니다.

「 」를 참조해 주세요.

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