산란 디스크

Scattered disc
에리스(Eris), 가장 큰 산란-디스크 개체(중앙)와 그 달 다이스노미아(물체 왼쪽)
멀리 떨어져 있는 작은 행성의 유형

산란 원반(또는 산란 원반)은 빙판 소형 태양계 몸체가 드문드문 모여 있는 태양계 원반으로, 넵투니아 횡단 물체들의 더 넓은 집단의 일부분이다.산란-디스크 물체(SSO)는 궤도 편심 범위가 0.8에 달하고, 경사가 40°에 달하며, 근막은 30 천문단위(4.5×10km9, 2.89×10mi)보다 크다.이러한 극한 궤도는 가스 거대기업들에 의한 중력 "깜짝거림"의 결과라고 생각되며, 이 물체들은 계속해서 해왕성 행성에 의해 동요를 겪게 된다.

비록 가장 가까운 산란 물체가 약 30–35AU로 태양에 접근하지만, 그들의 궤도는 100AU를 훨씬 넘을 수 있다.이것은 태양계에서 가장 춥고 먼 물체들 사이에 흩어진 물체를 만든다.[1]흩어진 원반의 가장 안쪽은 전통적으로 카이퍼 벨트라고 불리는 궤도를 도는 물체의 토러스 모양의 영역과 겹치지만,[2] 그것의 바깥 한계는 카이퍼 벨트보다 태양으로부터 훨씬 더 멀리, 그리고 황색 위와 아래에 도달한다.[a]

그 불안정한 성질 때문에, 천문학자들은 이제 흩어진 원반을 태양계에서 대부분의 주기적인 혜성의 기원지로 간주하고 있으며, 목성과 해왕성 사이에 얼음으로 된 몸의 집단인 센타우르는 원반에서 내부 태양계로 물체가 이동하는 중간 단계다.[4]결국, 거대한 행성으로부터의 동요는 그러한 물체를 태양 쪽으로 보내 주기적인 혜성으로 변형시킨다.제안된 Oort 구름의 많은 물체들도 산산조각이 난 원반에서 유래된 것으로 생각된다.분리된 물체는 흩어진 디스크 물체와 뚜렷하게 구별되지 않으며, 세드나와 같은 일부 물체는 때때로 이 그룹에 포함되는 것으로 여겨져 왔다.

디스커버리

참고 항목:카이퍼 벨트의 역사

전통적으로, 태양계의 물체를 탐지하기 위해 블링크 비교기와 같은 장치가 천문학에서 사용되었다. 왜냐하면 이러한 물체들은 두 번의 노출 사이에서 이동하기 때문이다. 즉, 사진판이나 필름 노출과 같은 시간이 많이 소요되는 단계와, 그리고 사람들이 블링크 비교기를 사용하여 미래의 물체를 수동으로 탐지하기 위해 사용했기 때문이다.1980년대에 망원경에 CCD 기반 카메라를 사용함으로써 쉽게 디지털화하여 디지털 이미지로 전송할 수 있는 전자 이미지를 직접 제작할 수 있게 되었다.CCD는 필름보다 더 많은 빛을 포착했고(입력하는 빛의 약 90% 대비) 이제 눈 깜빡임이 조정 가능한 컴퓨터 화면에서 이루어질 수 있었기 때문에, 조사는 더 높은 처리량을 허용했다.그 결과 1992년과 2006년 사이에 천 개 이상의 넵투니아 횡단 물체가 발견되었다.[5]

이렇게 인식된 최초의 산란-디스크 개체(SDO)는 1996년 TL로66,[6][7] 하와이의 마우나 케아에 기반을 둔 천문학자들에 의해 원래 식별되었다.1999년 같은 조사로 확인된 것은 1999년 CV118, 1999년 CY118, 1999년 CF119 등 3개였다.[8]현재 발견된 최초의 물체는 1995년 스페이스워치에 의해 발견된 1995년 SDO로 분류된 TL이다8.[9]

As of 2011, over 200 SDOs have been identified,[10] including Gǃkúnǁʼhòmdímà (discovered by Schwamb, Brown, and Rabinowitz),[11] 2002 TC302 (NEAT), Eris (Brown, Trujillo, and Rabinowitz),[12] Sedna (Brown, Trujillo, and Rabinowitz)[13] and 2004 VN112 (Deep Ecliptic Survey).[14]카이퍼 벨트와 산란 디스크의 개체 수는 거의 동일하다고 가정하지만, 거리가 더 멀기 때문에 관측 편향은 현재까지 훨씬 적은 수의 SDO가 관측되었음을 의미한다.[15]

넵투니아 횡단 공간의 세분화

주요 기사:넵투니아어 횡단 물체
고전 및 5:2 공명형 카이퍼 벨트 객체에 비해 분산된 인구의 편심성 및 성향

알려진 넵투니아 횡단 물체는 종종 두 개의 하위 개체인 카이퍼 벨트와 흩어진 디스크로 나뉜다.[16]비록 오트 구름에 대한 확인된 직접적인 관찰은 없지만, 넵투니아 횡단 물체의 세 번째 저장고인 오트 구름은 가설이 세워졌다.[2]일부 연구자들은 또한 흩어진 원반과 "디테일한 물체"[17]로 채워진 내부 오트 구름 사이의 과도기적인 공간을 제안한다.

산란 디스크 대 카이퍼 벨트

참고 항목: 카이퍼 벨트

우주의 카이퍼 벨트는 상대적으로 두꺼운 입천장(또는"도넛"), 약 30에서 50AU[18]에 카이퍼 벨트 개체의 두가지 주요 인구(KBOs):궤도는 해왕성에 물들지에 있는 고전 Kuiper-belt 개체(또는"cubewanos"), 그리고는 공명 Kuiper-belt 개체가 그 넵튠은 정확한 or로 대립해 왔다로 구성된다.bital 2:3 (물체는 해왕성 궤도를 세 번 돌 때마다 두 번 돈다), 1:2 (물체는 해왕성 궤도를 두 번 돌 때마다 한 번 돈다)와 같은 비율이다.궤도 공진이라고 불리는 이 비율은 KBO가 태양계 시대에 걸쳐 해왕성의 중력 영향력이 사라졌을 지역에서 지속될 수 있도록 한다. 그 물체들은 해왕성에 그 중력에 의해 흩어질 만큼 충분히 가깝지 않기 때문이다.명왕성이 그들 그룹에서 가장 큰 구성원이기 때문에 2:3의 공진들은 "플루티노스"로 알려져 있는 반면, 1:2 공진들은 "투티노스"로 알려져 있다.

카이퍼 벨트와 대조적으로, 흩어진 디스커 인구는 넵튠에 의해 방해를 받을 수 있다.[19]산란-디스크 물체는 가장 가까운 접근(약 30AU)에서 해왕성의 중력 범위 내에 도달하지만, 그들의 가장 먼 거리는 그 수배에 이른다.[17]현재 진행[20] 중인 연구는 목성과 해왕성 사이를 공전하는 빙판 행성인 센타우르가 단순히 해왕성에 의해 태양계 내부로 던져진 SDO일 수도 있다는 것을 시사하고 있으며, 이는 넵투니아 횡단 산란 물체가 아니라 "cis-Neptunian"이 된다.[21](29981) 1999 TD와10 같은 일부 물체는 구별을[22] 흐리게 하고 모든 넵투니아 횡단 물체를 공식적으로 목록으로 만드는 MPC(Minor Planet Center)는 이제 센타우르와 SDO를 함께 나열한다.[10]

그러나 MPC는 카이퍼 벨트와 흩어진 디스크를 명확히 구분하여 안정적인 궤도를 가진 물체(카이퍼 벨트)와 흩어진 궤도를 가진 물체( 흩어진 원반과 센타우르)를 분리한다.[10]그러나 카이퍼 벨트와 산란 원반 사이의 차이는 뚜렷하지 않으며, 많은 천문학자들은 흩어진 원반을 별도의 모집단이 아닌 카이퍼 벨트의 바깥쪽 영역으로 보고 있다.또 다른 용어는 산란된 디스크의 본체를 위한 "스캐터된 카이퍼 벨트 객체"(또는 SKBO)이다.[23]

모비델리와 브라운은 카이퍼 벨트에 있는 물체와 산란된 물체의 차이점은 후자의 물체가 "해왕성과의 가깝고 먼 만남에 의해 반주축으로 운반된다"[16]고 제안하지만, 전자는 그런 가까운 만남을 경험하지 않았다."공명"에 갇힌 신체가 "산란 단계에서 비점화 단계로 (그리고 그 반대도) 수없이 통과할 수 있기 때문에,[16] 태양계 시대에 걸쳐 이러한 표현은 불충분하다(그들이 주목한다).즉, 넵투니아 횡단 물체는 시간이 지남에 따라 카이퍼 벨트와 흩어진 디스크 사이를 왔다 갔다 할 수 있다.따라서, 그들은 대신 사물이 아닌 지역을 정의하는 것을 선택했고, 흩어진 원반을 힐 구체의 반경 내에서 "해왕성과 마주친 몸이 방문할 수 있는 궤도 공간의 지역"으로 정의했고, 카이퍼 벨트를 "완성물 ..."로 정의했다.30 AU 이상의 반주축이 있는 물체로 채워진 태양계 지역.[16]

분리된 객체

주요 기사:분리 객체
참고 항목:세드노이드

Minor Planet Center는 Neptunian 횡단 물체 90377 Sedna를 산란된 물체로 분류한다.발견자 마이클 E. 브라운은 대신 퍼리헬리온 거리가 76AU인 그것은 외행성의 중력 흡인력에 영향을 받기에는 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 산란 원반의 구성원이 아닌 내부 오트 클라우드 물체로 보아야 한다고 제안했다.[24] 이 정의에 따르면, 40AU보다 큰 근막을 가진 물체는 산란 원반 바깥으로 분류될 수 있다.[25]

Sedna만이 그런 대상이 아니다: (148209) 2000 CR105 (Sedna 이전에 발견됨)와 2004 VN112는 해왕성에서 너무 멀리 떨어져 있어서 그것에 영향을 받을 수 없다.이것은 천문학자들 사이에서 확장된 산란 디스크(E-SSO)라고 불리는 새로운 작은 행성 세트에 대한 토론으로 이어졌다.[26] 2000 CR105는 또한 내부 Oort-cloud 객체일 수도 있고, 산란된 디스크와 내부 Oort 클라우드 사이의 과도기 객체일 수도 있다.최근에는 이러한 물체를 "디테일한"[27] 또는 먼 곳에 분리된 물체(DDO)라고 부른다.[28]

흩어져 있는 지역과 떨어져 있는 지역 사이에는 뚜렷한 경계가 없다.[25]곰즈 외 연구진은 SDO를 "고도로 편심 궤도, 해왕성 너머의 페리헬리아, 1:2 공명 너머의 반주축"이라고 정의한다.이 정의에 따르면, 멀리 떨어져 있는 모든 물체는 SDO이다.[17]분리된 물체의 궤도는 해왕성 산란으로 생성될 수 없기 때문에, 지나가는 별이나 멀리 떨어져 있는 행성[29][30] 크기의 물체를 포함한 대체 산란 메커니즘이 제시되어 왔다.[28]대안적으로, 이러한 물체들은 지나가는 별에서 포착된 것이라고 제안되었다.[31]

2005년 J. L. 엘리엇 등이 작성한 심층 황색 조사의 보고서에 의해 소개된 계획은 산란 근방(즉, 전형적인 SDO)과 산란 확장(즉, 분리된 물체)의 두 가지 범주를 구분한다.[32]산란 가까이 있는 물체는 궤도가 비반복적이고 비행성-궤도 교차하며 티세란트 매개변수(해왕성에 상대적)가 3 미만인 물체를 말한다.[32]산란 확장 물체는 티서랜드 매개변수(해왕성에 상대적)가 3보다 크고 시간 평균 편심률이 0.2보다 크다.[32]

B. J. 글래드먼, B. G. 마스덴, C가 도입한 대체 분류.2007년 반 라에르호벤은 티서랜드 매개변수 대신 1000만 년의 궤도 통합을 사용한다.[33]물체는 궤도가 공진하지 않고, 반주축이 2000AU 이하이며, 통합하는 동안 반주축이 1.5AU 이상의 편차를 보일 경우 SDO로 간주된다.[33]글래드먼 등은 현재의 이동성을 강조하기 위해 산란 디스크 물체라는 용어를 제안한다.[33]만약 물체가 위의 정의에 따라 SDO가 아니지만, 그 궤도의 편심도가 0.240보다 크면, 분리된 TNO로 분류된다.[33] (편심도가 작은 물체는 고전적인 것으로 간주한다.)이 계획에서 원반은 넵튠의 궤도로부터 내부 오트 구름으로 불리는 지역인 2000 AU까지 확장된다.

오르빗

수평 축에 반주축이 있고 수직 축에 기울기가 있는 교차 넵투니아 물체의 분포.흩어진 디스크 물체는 회색으로, 넵튠과 공명하는 물체는 붉은색으로 표시된다.고전적인 카이퍼 벨트 오브젝트(큐브와노스)와 세드노이드(sednoid)는 각각 파란색과 노란색이다.

흩어진 원반은 매우 역동적인 환경이다.[15]그것들은 여전히 해왕성에 의해 동요될 수 있기 때문에, SDO의 궤도는 항상 붕괴의 위험에 처해있다; 오트 구름으로 바깥쪽으로 보내지거나 센타우루스 집단으로 보내지거나 그리고 궁극적으로 목성 혜성 계열로 보내진다.[15]이러한 이유로 글래드만 외는 그 지역을 산란 원반이라기보다는 산란 원반이라고 지칭하는 것을 선호한다.[33]카이퍼벨트 물체(KBO)와 달리 산재한 물체의 궤도는 황반으로부터 40°만큼 기울어질 수 있다.[34]

SDO는 일반적으로 반주축이 50AU보다 큰 중·고편심도를 가진 궤도를 갖는 것이 특징이지만, 그 근막은 해왕성의 영향권 내에 도달하게 한다.[35]약 30AU의 근수를 갖는 것은 넵튠이 그 중력의 영향을 발휘할 수 있게 해주기 때문에 흩어진 물체의 정의적인 특성 중 하나이다.[8]

고전적인 물체(큐브와노스)는 흩어진 물체와는 매우 다르다: 모든 큐브와노의 30% 이상이 저흡수, 0.25로 이심률이 최고조에 달하는 원근 궤도에 있다.[36]고전적인 물체는 0.2에서 0.8 사이의 편심성을 가지고 있다.흩어진 물체의 성향은 KBO의 극단적인 성향과 유사하지만, KBO 인구의 많은 수만큼 황색에 가까운 궤도를 가진 산란 물체는 극히 드물다.[15]

산란된 원반에서 움직임이 무작위적이긴 하지만 비슷한 방향을 따르는 경향이 있는데, 이는 SDO가 넵튠과 일시적으로 공명하는 것에 갇힐 수 있다는 것을 의미한다.산란된 디스크 내에서 가능한 공명 궤도의 예로는 1:3, 2:7, 3:11, 5:22 및 4:79가 있다.[17]

포메이션

참고 항목:태양계 형성과 진화
외부 행성과 카이퍼 벨트를 보여주는 시뮬레이션: a) 목성/토성 2:1 공진 b) 해왕성 궤도 이동 후 카이퍼벨트 물체가 태양계로 산란된 후 목성에 의한 카이퍼벨트 물체 방출 후

흩어진 원반은 아직도 잘 이해되지 않고 있는데, 카이퍼 벨트의 형성과 그들의 관찰된 모든 성질을 설명하는 흩어진 원반은 아직 제안되지 않았다.[16]

현대 모델에 따르면, 카이퍼 벨트 물체(KBO)가 해왕성 및 다른 외행성과의 중력 상호작용에 의해 편심 및 기울어진 궤도로 "획득"되면서 형성된 산란 원반이다.[37]이 과정이 일어나는 시간은 여전히 불확실하다.한 가설은 태양계의 전체 나이와 동일한 기간을 추정하며,[38] 두 번째 가설은 해왕성의 초기 이주 시대 동안 비교적 빠르게 산란되었다고 가정한다.[39]

태양계 전체에서 연속 형성을 위한 모델은 카이퍼 벨트 내의 약한 공명(5:7 또는 8:1) 또는 더 강한 공진의 경계에서 물체가 수백만년에 걸쳐 약한 궤도 불안정성을 발생시킬 수 있음을 보여준다.특히 4:7 공명은 불안정성이 크다.KBO도 대형 물체의 근접 통과나 충돌을 통해 불안정한 궤도로 전환할 수 있다.시간이 지남에 따라, 흩어진 원반은 이러한 고립된 사건들로부터 점차적으로 형성될 것이다.[17]

컴퓨터 시뮬레이션은 또한 산란된 디스크에 대해 더 빠르고 더 이른 형성을 시사했다.현대 이론은 천왕성도 해왕성도 토성 너머의 상황에서 형성될 수 없었음을 시사한다. 그 범위에는 원시 물질이 너무 거의 존재하지 않았기 때문에 그렇게 높은 질량의 물체를 만들어 낼 수 없었기 때문이다.대신, 이 행성들, 그리고 토성은 목성에 더 가깝게 형성되었을 수도 있지만, 아마도 흩어진 물체와 각운동량의 교환을 통해 태양계의 초기 진화 과정에서 밖으로 튕겨져 나갔을 것이다.[40]일단 목성과 토성의 궤도가 2:1 공진(토성 각 궤도에 대해 2개의 목성 궤도)으로 이동하면, 이들의 결합된 중력 당기는 천왕성과 해왕성의 궤도를 교란시켜 해왕성을 프로토-쿠이퍼 벨트의 임시 '차'로 보냈다.[39]해왕성은 바깥쪽으로 이동하면서 많은 넵투니아 횡단 물체들을 더 높고 더 괴이한 궤도로 분산시켰다.[37][41]이 모델은 산란된 원반 안에 있는 물체의 90% 이상이 "이전 시대 동안 해왕성의 공진에 의해 이 편심 궤도로 추진되었을 수 있다...흩어진 원반은 그렇게 흩어지지 않을지도 몰라."[40]

구성

에리스와 명왕성의 적외선 스펙트럼으로 메탄 흡수선을 강조한다.

산란된 물체는 다른 넵투니아 횡단 물체와 마찬가지로 밀도가 낮고 주로 물과 메탄과 같은 냉동 휘발유로 구성된다.[42]선택된 카이퍼 벨트와 산란된 물체의 스펙트럼 분석 결과 유사한 화합물의 서명이 밝혀졌다.예를 들어 명왕성과 에리스 둘 다 메탄에 대한 서명을 보여준다.[43]

천문학자들은 원래 전체 넵투니아 인구가 같은 지역에서 발원하여 동일한 물리적 과정을 거친 것으로 생각되었기 때문에 유사한 붉은 표면색을 보일 것으로 추정했다.[42]구체적으로, SDO는 많은 양의 표면 메탄을 가지고 있을 것으로 예상되었고, 태양으로부터 오는 햇빛에 의해 화학적으로 tholin으로 변화되었다.이것은 파란 빛을 흡수하여 붉은 색조를 만들어낼 것이다.[42]대부분의 고전적인 물체는 이 색을 나타내지만, 흩어진 물체는 그렇지 않다. 대신, 그것들은 흰색이나 회색빛을 띤다.[42]

한 가지 설명은 충돌에 의한 지표면 아래 층의 노출이다. 또 다른 설명은 산란된 물체들이 태양으로부터 더 먼 거리에 있는 것이 지상 및 가스 거대 행성의 구성 구배와 유사한 구성 구배를 만든다는 것이다.[42]마이클 E.흩어진 물체 에리스의 발견자인 브라운은 태양으로부터 현재의 거리에 있는 메탄의 대기가 전체 표면에서 얼어붙어 두께의 밝은 흰색 얼음 층을 만들기 때문에 그것의 더 창백한 색상이 될 수 있다고 제안한다.반대로, 명왕성은 태양에 더 가까이 있으면, 메탄이 더 차갑고 높은 알베도 지역에만 얼게 될 정도로 충분히 따뜻할 것이고, 낮은 알베도 스톨린으로 덮인 지역은 얼음이 없다.[43]

혜성

주요 기사:혜성 § 단기간
템펠 1, 목성-가족 혜성

카이퍼 벨트는 처음에 태양계의 황색 혜성의 근원으로 생각되었다.그러나 1992년 이후 이 지역에 대한 연구는 카이퍼 벨트 내의 궤도가 비교적 안정적이며, 황색 혜성은 일반적으로 궤도가 덜 안정되어 있는 산란 원반에서 유래한다는 것을 보여주었다.[44]

혜성은 짧은 기간과 긴 기간의 두 가지 범주로 느슨하게 나눌 수 있는데, 후자는 오트 구름에서 유래된 것으로 생각된다.단기간 혜성의 두 가지 주요 범주는 목성-가족 혜성(JFCs)과 핼리형 혜성이다.[15]그들의 원형인 핼리 혜성의 이름을 따서 명명된 핼리형 혜성은 오트 구름에서 유래된 것으로 생각되지만 거대한 행성의 중력에 의해 내부 태양계 속으로 빨려 들어간 반면,[45] JFC는 흩어진 원반에서 유래된 것으로 생각된다.[19]센타우르는 흩어진 원반과 목성과의 동적으로 중간 단계라고 생각된다.[20]

많은 목성-가족 혜성이 산란된 원반에서 유래했을지 모르지만 SDO와 JFC 사이에는 많은 차이점이 있다.비록 센타우르는 많은 SDO와 불그스름한 또는 중립적인 색상을 공유하지만, 그들의 핵은 더 파랗고 근본적인 화학적 또는 물리적 차이를 나타낸다.[45]한 가지 가설은 혜성 핵이 지표면 아래 물질로 태양에 접근하면서 다시 표면화되며 그 후에 오래된 물질을 매장한다는 것이다.[45]

참고 항목

메모들

  1. ^ 문헌은 "스캐터 디스크"와 "쿠이퍼 벨트"라는 문구를 사용하는 데 일관성이 없다.어떤 사람들에게는, 그것들은 구별되는 개체군이고, 다른 사람들에게는, 흩어진 디스크가 카이퍼 벨트의 일부분이다.저자들은 심지어 이 두 가지 용도를 하나의 출판물로 바꿀 수도 있다.[3]이 글에서 흩어진 원반은 카이퍼 벨트와 별개의 인구로 간주될 것이다.

참조

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