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벌카노이드

Vulcanoid
유사한 소리 내는 용어는 벌카나이트(동음이의)를 참조하십시오.
예술가의 외음부 인상

이 벌카노이드들은 수성의 궤도 안에 있는 역동적으로 안정된 지역에서 태양을 공전하는 가상의 소행성 집단이다.이들은 나중에 일반상대성이 설명한다는 사실이 밝혀진 수성의 궤도의 부조리를 근거로 제안된 가상의 행성 벌컨의 이름을 따서 명명되었다.아직까지 벌카노이드는 발견되지 않았으며, 아직 존재 여부는 확실하지 않다.

만약 그들이 존재한다면, 이 벌카노이드들은 매우 작고 태양의 밝은 섬광 근처에 있을 것이기 때문에 쉽게 탐지를 피할 수 있을 것이다.태양에 가깝기 때문에, 땅으로부터의 검색은 오직 황혼이나 일식 동안만 수행될 수 있다.모든 벌카노이드들은 지름이 약 100m(330ft)에서 6km(3.7mi) 사이여야 하며 아마도 태양과 수성 사이의 중력 안정 구역의 바깥쪽 가장자리 부근에 거의 원형 궤도에 위치할 것이다.

이 벌카노이드들은, 발견된다면, 과학자들이 초기 태양계에 만연된 상태에 대한 통찰력뿐만 아니라, 행성 생성의 첫 시기의 물질들을 제공할 수 있을 것이다.태양계의 다른 모든 중력적으로 안정된 지역들이 물체를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌지만, 태양계 개발 초기에 비중력력력(야르코프스키 효과 등)이나 이주하는 행성의 영향력은 그곳에 있었을지도 모르는 소행성의 이 지역을 고갈시켰을지도 모른다.

역사와 관찰

수성의 궤도에 있는 천체들은 수세기 동안 가설로 세워져 있고, 연구되어 왔다.독일의 천문학자 크리스토프 스키너는 1611년 태양 앞을 지나가는 작은 육체를 본 적이 있다고 생각했지만, 이것들은 나중에 태양 흑점인 것으로 밝혀졌다.[1]1850년대에 우르바인 르 베리에가 수성의 궤도를 자세히 계산해 본 결과, 이 행성의 경락은 예측값에서 작은 차이를 발견했다.그는 수성 궤도 내에 있는 소행성의 작은 행성이나 소행성의 고리에 의한 중력의 영향이 편차를 설명할 것이라고 가정했다.그 직후, 에드먼드 레스카르볼이라는 아마추어 천문학자는 르 베리에의 제안된 행성이 태양을 통과하는 것을 보았다고 주장했다.이 새로운 행성은 빠르게 벌컨이라는 이름이 붙었지만 다시는 보이지 않았고, 수성의 궤도의 변칙적인 행동은 1915년 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 설명되었다.벌카노이드들은 이 가상의 행성에서 그들의 이름을 따왔다.[2]레스카르보가 본 것은 아마도 또 다른 태양점이었을 것이다.[3]

개기일식.이 사건들은 땅에서 벌카노이드들을 찾을 기회를 제공한다.

벌카노이드(bulcanoid)는 존재한다면 인근 태양의 강한 섬광 때문에 탐지가 어려울 것이며,[4] 지상 탐색은 황혼기 또는 일식기 동안만 실시할 수 있다.[5]1900년대 초 일식 때 여러 차례 수색이 이뤄졌는데,[6] 이 과정에서 어떤 불카노이드도 드러나지 않았고, 일식 중 관찰은 일반적인 검색 방법으로 남아 있다.[7]기존의 망원경은 태양 근처의 광학계를 손상시킬 수 있기 때문에 그들을 찾는 데 사용될 수 없다.[8]

1998년에 천문학자들은 소호 우주선의 LASCO 기기로부터 데이터를 분석했는데, 이 기기는 세 개의 코로나그래프 세트로 구성되어 있다.그해 1월과 5월 사이에 채취한 자료에는 진도 7보다 밝은 불카노이드도 나타나지 않았다.이는 소행성들이 수성과 유사한 알베도를 가지고 있다고 가정할 때 약 60km(37mi)의 직경에 해당한다.특히 스케일 상대성 이론이 예측한 0.18AU의 거리에 있는 대형 행성상체는 배제되었다.[9]

후에 지구 대기의 간섭보다 더 어둡고 선명한 높이로 천문 장비를 가져가는 것과 관련된 벌카노이드들을 감지하려고 시도한다.[10]2000년에 행성 과학자 앨런 스턴은 록히드 U-2 정찰기를 이용하여 벌카노이드 존에 대한 조사를 수행했다.이 비행은 황혼 동안 21,300미터의 높이로 수행되었다.[11]2002년, 그와 댄 더다는 F-18 전투기에서 비슷한 관측을 했다.그들은 고도 15,000미터(49,000피트)의 모하비 사막 상공에서 세 번의 비행을 했고, 사우스웨스트 유니버설 영상 시스템으로 관측했다.공중(SWUIS-A)[12]

이 높은 곳에서도 대기는 여전히 존재하며 벌카노이드 탐색을 방해할 수 있다.2004년에는 지구 대기권 상공에서 카메라를 띄우기 위해 아궤도 우주 비행이 시도되었다.블랙 브란트 로켓이 1월 16일 뉴멕시코주 화이트 샌즈에서 10분 비행 중 벌캠이라는 강력한 카메라를 싣고 발사되었다.[13][4]이 비행은 고도 27만4000m(89만9000ft)[13]에 도달해 영상 5만장을 찍었다.그 이미지들 중 어떤 불카노이드도 드러나지 않았지만 기술적인 문제가 있었다.[4]

NASA의 두 개의 스테레오 우주선 데이터에 대한 검색은 어떠한 불카노이드 소행성도 검출하지 못했다.[14]지름 5.7km(3.5mi) 이상의 벌카노이드가 있는지 의심스럽다.[14]

MENSER 우주 탐사선은 외경 지역의 이미지를 몇 개 찍었지만, 손상을 피하기 위해 항상 태양으로부터 멀리 떨어져 있어야 했기 때문에 기회가 제한되었다.[15][16]하지만 2015년 사망하기 전, 이 우주선은 벌카노이드에 대한 실질적인 증거를 제시하지 못했다.

2021년 8월 13일, 수성 궤도 안에서 2021 PH27 소행성이 침출수와 함께 발견되었다.0.1331AU의 태양까지의 최소 거리에서는 0.307499AU의 수성 근해보다 두 배 이상 태양에 가깝게 다가온다.이것은 가장 가까운 접근법을 가정된 벌카노이드 영역 내에 잘 배치한다.

궤도

벌카노이드(Vulcanoid)는 수성(즉 0.387AU)보다 반주축이 적은 안정된 궤도에 있는 소행성이다.[7][17]여기에는 수성 궤도 내부에 페리헬리아(perielia)가 있지만 훨씬 더 큰 반주축(semi-major)을 갖는 성라징 혜성과 같은 물체는 포함되지 않는다.[7]

수성, 금성, 지구의 궤도와 비교했을 때, 벌카노이드들이 존재할 수 있는 오렌지 영역으로 대표되는 지역

이 벌카노이드들은 태양으로부터 0.06–0.21AU의 거리에 있는 수성 궤도 내부의 중력적으로 안정된 띠 안에 존재하는 것으로 생각된다.[18]방사선 압력,[9] 포앵팅-로버트슨 드래그[18], 야르코프스키 효과와[5] 같은 비중력적인 힘이 원래 내용물의 벌카노이드 영역을 고갈시켰을 수 있지만 태양계의 다른 유사하게 안정된 모든 영역은 물체를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다.[8]반경 1km(0.62mi)보다 큰 300~900개의 벌카노이드가 남아 있지 않을 수 있다.[19]2020년 한 연구에 따르면 야르코프스키-오키페-라디예프스키-파닥 효과는 태양계 나이보다 훨씬 작은 시간에 반경 100km에 달하는 가상의 벌카노이드들을 파괴할 정도로 강력하다; 벌카노이드 소행성은 더 작은 몸체로 핵분열을 회전할 때까지 꾸준히 YARP 효과에 의해 회전하는 것으로 밝혀졌다.파편이 야르코프스키 효과에 의해 벌카노이드 영역 밖으로 밀려날 정도로 작을 때까지 반복적으로 발생한다. 이것이 왜 벌카노이드들이 관찰되지 않았는지 설명해 줄 것이다.[20] 벌카노이드 영역의 중력 안정성은 부분적으로 인접한 행성이 하나뿐이라는 사실에 기인한다.그런 점에서 카이퍼 벨트와 비교할 수 있다.[18]벌카노이드 영역의 바깥쪽 가장자리는 태양으로부터 약 0.21AU이다.이보다 더 먼 물체는 수성과의 상호작용 때문에 불안정하며 1억년이라는 시간 계산에 따라 수성 교차 궤도로 변질될 수 있다.[18] (그러나 일부 정의에는 수성의 궤도가 완전히 내부에 있는 한 벌카노이드와 같은 불안정한 물체가 포함될 수 있다.[21]내부 가장자리는 뚜렷하게 정의되어 있지 않다: 0.06 AU보다 가까운 물체는 특히 Poynting-Robertson 드래그와 Yarkovsky 효과에 취약하며,[18] 0.09 AU까지 불카노이드의 온도는 1,000 K 이상이며, 이는 암석의 증발이 수명의 제한 요인이 될 만큼 충분히 뜨겁다.[22]

벌카노이드 영역의 최대 가능 부피는 소행성대의 부피에 비해 매우 작다.[22]벌카노이드 존에 있는 물체들 사이의 충돌은 빈번하고 매우 활력이 넘쳐서 물체들의 파괴로 이어질 것이다.벌카노이드에 가장 유리한 위치는 아마도 벌카노이드 영역의 바깥쪽 가장자리 근처의 원형 궤도에 있을 것이다.[23]벌카노이드의 경사는 황색에 약 10° 이상일 것 같지 않다.[7][18]수성의 라그랑주 포인트에 갇힌 소행성인 머큐리 트로이 목마도 가능하다.[24]

물리적 특성

존재하는 모든 불카노이드들은 상대적으로 작아야 한다.이전의, 특히 STEERO 우주선으로부터, 지름이 6킬로미터(3.7 mi)보다 큰 소행성을 배제했다.[14]최소 크기는 약 100m(330ft)이며,[18] 0.2μm 미만의 입자는 방사선 압력에 의해 강하게 반발하며, 70m 미만의 물체는 포앵팅-로버트슨 드래그에 의해 태양으로 빨려 들어갈 것이다.[9]이러한 상한과 하한 사이에 지름 1km(0.62mi)에서 6km(3.7mi) 사이의 소행성 집단이 가능하다고 생각된다.[10]그들은 거의 빨갛게 달아오를 정도로 뜨거울 것이다.[17]

불카노이드에는 철이나 니켈과 같이 녹는점이 높은 원소가 매우 풍부할 것으로 생각된다.이렇게 조각난 물질들이 더 빨리 가열되고 식으며, 고체 암석보다 야르코프스키 효과에 더 강하게 영향을 받기 때문에 그들은 리골석을 보유할 것 같지 않다.[5]벌카노이드들은 아마도 색깔이나 알베도와 유사하며, 태양계가 형성되는 초기 단계부터 남은 물질을 포함할 수 있다.[7][12]

수성이 비교적 늦게 발달한 큰 물체에 부딪혔다는 증거가 있는데,[5] 수성의 지각과 맨틀을 상당 부분 벗겨낸 충돌이며,[16] 다른 지상 행성의 맨틀에 비해 수성의 맨틀이 얇아졌음을 설명해준다.만약 그러한 충돌이 일어난다면, 결과의 많은 파편들은 여전히 불카노이드 영역에서 태양의 궤도를 돌고 있을 것이다.[13]

의의

완전히 새로운 종류의 천체인 벌카노이드들은 그 자체로 흥미롭겠지만,[24] 그것들이 존재하는지 여부를 발견하는 것은 태양계의 형성과 진화에 대한 통찰력을 산출할 것이다.만약 그것들이 존재한다면, 그들은 행성 형성 초기부터 남은 물질을 포함할 수 있고,[12] 지구 행성들, 특히 수성이 형성되는 조건을 결정하는 것을 도울 수 있다.[24]특히, 만약 벌카노이드들이 과거에 존재했거나 존재했다면, 그들은 수성 이외의 다른 행성에 영향을 준 임팩터의 추가 인구를 대표할 것이고,[16] 그 행성의 표면이 실제보다 더 오래 된 것처럼 보이게 할 것이다.[24]만약 벌카노이드들이 존재하지 않는 것으로 밝혀지면, 이것은 행성 형성에[24] 다른 제약을 가할 것이고, 태양계 내부에서의 다른 과정들이 그 지역을 청소하는 행성 이동과 같은 것들과 같은 일을 하고 있었다는 것을 암시할 것이다.[18]

참고 항목

참조

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