천왕성 1세 아리엘에 대해 알아보자

천왕성 1세 아리엘에 대해 알아보자

아리엘은 천왕성의 27개의 알려진 달 중 네 번째로 큽니다.아리엘은 천왕성의 궤도에 거의 수직인 천왕성의 적도면에서 궤도를 돌고 회전하며, 따라서 극한의 계절 순환을 가지고 있습니다.

그것은 윌리엄 라셀에 의해 1851년 10월에 발견되었고 두 개의 다른 문학 작품에서 등장인물의 이름을 따서 명명되었습니다.2019년 현재 아리엘에 대한 자세한 지식의 상당 부분은 1986년 우주 탐사선 보이저 2호가 행한 천왕성의 단 한 번의 비행으로 달 표면의 약 35%를 촬영하는 데 성공했습니다.천왕성 궤도 위성과 탐사선 등 다양한 개념들이 제시됐지만, 현재 달 연구를 위해 더 자세히 돌아가려는 적극적인 계획은 없습니다.

미란다에 이어 아리엘은 천왕성의 5대 둥근 위성 중 두 번째로 작고 행성에서 두 번째로 가까운 위성입니다.태양계의 알려진 19개의 구형 달들 중 가장 작은 것(지름에서 14위를 차지함) 중, 대략 같은 부분의 얼음과 암석 물질로 구성되어 있는 것으로 여겨집니다.그것의 질량은 대략 지구의 하이드로스피어와 크기가 같습니다.

천왕성의 모든 위성과 마찬가지로 아리엘은 아마도 생성 직후 행성을 둘러싸고 있는 억양 원반에서 형성되었을 것이며, 다른 큰 위성과 마찬가지로 얼음으로 둘러싸인 암석의 내핵으로 분화되었을 것입니다.아리엘은 스카프, 협곡, 능선으로 이루어진 시스템에 의해 교차 절단된 광대한 크레이티드 지형들로 구성된 복잡한 표면을 가지고 있습니다.표면은 다른 천왕성 위성보다 최근의 지질 활동 징후를 보여주는데, 이는 해일 가열 때문일 가능성이 가장 높입니다.

 

 

 

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윌리엄 라셀에 의해 1851년 10월 24일 발견되었으며, 알렉산더 교황의 '잠금의 강간'과 셰익스피어의 '폭풍'에 하늘 정령으로 이름이 붙여졌습니다.

아리엘과 조금 더 큰 천왕성의 위성 움브리엘은 모두 1851년 10월 24일 윌리엄 라셀에 의해 발견되었습니다.[11][12]1787년 천왕성의 2대 위성 타이타니아와 오베론을 발견한 윌리엄 허셜이 4개의 위성을 추가로 관측했다고 주장했지만,[13] 이는 확인된 바 없으며 이 4개의 물체는 현재 가짜로 여겨지고 있습니다.[14][15][16]

천왕성의 모든 달은 윌리엄 셰익스피어 또는 알렉산더 교황의 "잠금의 강간"의 작품에서 나온 인물들의 이름을 따서 명명되었습니다.당시 알려진 천왕성의 4개 위성의 이름은 모두 1852년 존 허셜이 라셀의 요청으로 제안한 것입니다.[17]Ariel은 The Rapid of the Lock의 주연 실프의 이름을 따서 지어졌습니다.[18]셰익스피어의 템페스트에서 프로스페스토를 섬기는 영혼의 이름이기도 합니다.[19]달은 또한 천왕성 1호로 지정되어 있습니다.[12]

궤도

천왕성의 5대 위성 중 아리엘은 약 19만 km의 거리를 공전하면서 이 행성에 두 번째로 근접해 있습니다.[f]그것의 궤도는 작은 편심도를 가지고 있고 천왕성의 적도에 비해 거의 기울지 않습니다.[3]궤도주기는 지구일 2.5일 정도로 회전주기와 일치합니다.이것은 달의 한쪽 면이 항상 행성을 향한다는 것을 의미합니다. 즉, 조석 자물쇠로 알려진 조건입니다.[20]아리엘의 궤도는 완전히 천왕성 자력권 안에 놓여 있습니다.[8]아리엘과 같은 자성권 안에서 궤도를 선회하는 공기 없는 위성의 후미진 반구(궤도 방향에서 멀어져 가는 사람들)는 지구와 함께 회전하는 자성권 플라즈마에 의해 타격됩니다.[21]이러한 폭격으로 인해 오베론을 제외한 모든 천왕성 달에서 관측된 후행 반구가 어두워질 수 있다(아래 참조).[8]아리엘은 또한 1986년 보이저 2호가 관측한 달의 궤도 근처에서 에너지 넘치는 입자 수에서 뚜렷하게 딥을 생성하면서, 자기권의 전하를 띤 입자를 포착합니다.[22]

천왕성과 마찬가지로 아리엘은 자전에 비해 태양을 거의 옆으로 공전하기 때문에, 아리엘의 북반구와 남반구는 태양을 향해 직진하거나 해협에서 태양으로부터 바로 떨어져 있습니다.이것은 지구의 극지방이 용광로 주위로 영구적인 밤이나 일광을 보는 것처럼, 아리엘의 극지방은 천왕성의 반년(42 지구) 동안 영구적인 밤이나 일광을 볼 수 있고, 태양은 각지의 극지방 중 한 곳 위로 거의 정점에 가깝게 떠오릅니다.[8]보이저 2호는 1986년 남부 하절기와 일치했는데, 이때 북반구 전체가 거의 어두웠습니다.42년에 한 번 천왕성이 분점을 이루고 그 적도면이 지구와 교차할 때 천왕성의 달의 상호 출현이 가능해집니다.2007년 8월 19일 Umbriel에 의한 Ariel을 포함한 많은 그러한 사건들이 2007~2008년에 일어났습니다.[23]

현재 아리엘은 다른 천왕성 위성과의 궤도 공진에는 관여하지 않고 있습니다.그러나 과거에는 미란다와 5:3 공명에 있었을지도 모르는데, 그 공명은 그 달의 난방에 부분적으로 책임이 있을 수 있었다(미란다와 함께 움브리엘의 이전 1:3 공명에 귀속된 최대 난방은 약 3배 정도 더 클 가능성이 있었다).[24]아리엘은 한때 타이타니아와 4:1 공명에 갇혀 있다가 나중에 탈출했을지도 모릅니다.[25]천왕성의 경우, 천왕성의 소멸 정도가 낮기 때문에 천왕성의 달은 목성이나 토성의 달보다 훨씬 더 쉽게 탈출할 수 있습니다.[25]약 38억년 전에 맞닥뜨렸을 것으로 보이는 이 공명은 아리엘의 궤도 이심률을 증가시켰을 것이며, 천왕성으로부터 시간이 걸리는 조석력으로 인해 조석 마찰이 일어났을 것입니다.이것은 달 내부를 20K만큼 따뜻하게 했을 것입니다.

 

구성 및 내부 구조

지구, 달, 아리엘의 크기 비교.
아리엘은 천왕성 위성 중 네 번째로 크며, 질량이 세 번째로 클 수도 있습니다.[g]달의 밀도는 1.66 g/cm로3,[27] 대략 같은 부분의 물 얼음과 조밀한 비 얼음 성분으로 구성되어 있음을 나타냅니다.[28]후자는 tholins로 알려진 중유기화합물을 포함한 암석 및 카본색 물질로 구성될 수 있습니다.[20]물 얼음의 존재는 적외선 분광 관측에 의해 지지되는데, 적외선 분광 관측은 다공성이기 때문에 아래 층으로 태양열을 거의 전달하지 않습니다.[8][29]물 얼음 흡수 밴드는 아리엘의 선행 반구에서 후행 반구보다 더 강합니다.[8]이러한 비대칭성의 원인은 알려져 있지 않지만, 후반구(플라즈마의 공동 회전으로 인해)에 더 강한 천왕성의 자력권의 전하 입자에 의한 폭격과 관련이 있을 수 있습니다.[8]이 정력적인 입자들은 물 얼음을 튀기고, 얼음 속에 갇힌 메탄을 쇄산수화물로서 분해하며, 다른 유기체들을 어둡게 하고, 어둡고 탄소가 풍부한 잔류물을 남기는 경향이 있습니다.[8]

물을 제외한 아리엘 표면에서 적외선 분광법으로 확인된 다른 화합물은 주로 후행반구에 집중된 이산화탄소(CO2)뿐입니다.아리엘은 어떤 천왕성 위성의 CO에2 대한 가장 강력한 분광학적 증거를 보여주며,[8] 이 화합물이 발견된 최초의 천왕성 위성이었습니다.[8]이산화탄소의 기원은 완전히 명확하지 않습니다.그것은 천왕성의 자기권이나 태양 자외선에서 나오는 에너지 충전 입자의 영향을 받아 탄산염이나 유기 물질로부터 국지적으로 생성될 수 있습니다.이 가설은 후반구가 선행 반구보다 더 강한 자기권의 영향을 받기 때문에 분포의 비대칭성을 설명할 것입니다.또 다른 가능한 원천은 아리엘의 내부에 있는 얼음으로 인해 갇힌 원시적 이산화탄소의2 배출입니다.실내에서2 CO가 빠져나간 것은 이 달의 과거 지질 활동과 관련이 있을 수 있습니다.[8]

아리엘의 내부는 그 크기, 암석/얼음 성분, 물의 동결점을 낮추는 용액에 소금이나 암모니아의 존재 가능성 등을 고려할 때 얼음 맨틀로 둘러싸인 암석 중심부로 구분할 수 있습니다.[28]이런 경우 중심부의 반지름(372km)은 달 반지름의 약 64%이며, 질량은 달 질량의 약 56%로, 이 매개변수는 달의 구성에 의해 결정됩니다.아리엘 중심부의 압력은 약 0.3 GPA(3kbar)입니다.[28]빙판 맨틀의 현재 상태가 불분명합니다.2006년 한 연구에 따르면 방사능에 의한 가열만으로는 해수면 아래 바다의 존재는 현재 가능한 것으로 간주되고 있습니다.[30][28]

 

지표면 피쳐

참고 항목:아리엘의 지질학적 특징 목록
아리엘의 관측된 표면은 크레이티드 지형, 구불구불한 지형, 평원의 세 가지 지형 유형으로 나눌 수 있습니다.[33]주요 표면 특성은 충격 크레이터, 협곡, 단층 흉터, 능선 및 수조 등입니다.[34]

dark, angular features cut by smooth ravines into triangles, cast into high contrast by sunlight
아리엘의 터미네이터 근처 그라벤(차스마타)그들의 바닥은 부드러운 재질로 덮여있으며 극저온증을 통해 밑에서 튀어나올 수 있습니다.몇몇은 수직 중심 홈에 의해 절단됩니다. 예를 들어, 사이다와 레프레카운 valles 위와 아래에 하단에 가까운 삼각형 뿔뿔이 있습니다.
수많은 충돌 분화구로 덮여 있고 아리엘의 남극을 중심으로 구불구불한 표면인 크레이티드 지형은 달에서 가장 오래되고 지리적으로 가장 광범위한 지질단위입니다.[33]주로 아리엘의 중남위도에서 발생하는 흉터, 협곡(곡선), 좁은 능선 등의 네트워크와 교차합니다.[33]차스마타(chasmata)[35]라고 알려진 이 협곡은 아마도 확장 단층에 의해 형성된 그랩엔을 나타내며, 이는 달 내부의 물(또는 수성 암모니아)이 얼어서 생기는 전지구적인 텐션 응력에서 기인한 것이다(아래 참조).[20][33]그것들은 폭이 15-50km이고 주로 동쪽이나 북쪽 방향으로 유행이 됩니다.[33]많은 협곡의 바닥은 볼록하다; 1-2 km만큼 상승합니다.[35]때때로 바닥은 약 1km 폭의 홈(트루)에 의해 협곡의 벽으로부터 분리됩니다.[35]가장 넓은 그랩에는 볼록한 바닥의 볏을 따라 흐르는 홈이 있는데, 이를 valles라고 합니다.[20]가장 긴 협곡은 길이 620km가 넘는 카치나 차스마(Voyager 2가 점등하지 않은 아리엘의 반구로 확장되는 특징)[34][36]입니다.

두 번째 주요 지형 유형인 지형은 수백 킬로미터에 이르는 능선과 수조 띠를 이룬입니다.그것은 구겨진 지형을 경계하고 폴리곤으로 자릅니다.폭 25~70km까지 가능한 각 밴드 내에는 길이 200km, 10~35km 사이의 개별 능선과 수조가 있습니다.완충된 지형의 띠는 종종 협곡의 연속을 형성하는데, 이는 협곡의 변형된 형태일 수도 있고 부서지기 쉬운 실패와 같은 동일한 확장 응력에 대한 지각의 다른 반응의 결과일 수도 있음을 암시합니다.[33]

a patch of observed surface is lit in light blue, against a blank disc representing the moon's entire diameter
Ariel의 거짓 색 지도.중앙 아래 왼쪽의 눈에 띄는 비원형 분화구는 양구어입니다.그것의 일부는 확장구조학을 통해 구릉지대를 형성하는 동안 지워졌습니다.
아리엘에서 관측된 가장 어린 지형은 평야로, 분화구 수준이 다양하다고 판단했을 때, 오랜 시간에 걸쳐 형성되었을 비교적 낮은 지대의 평야 지역입니다.[33]평야는 협곡의 바닥과 크레이티드 지형 중간에 있는 몇 개의 불규칙한 움푹 패인 곳에서 발견됩니다.[20]후자의 경우 날카로운 경계에 의해 크레이티드 지형에서 분리되며, 경우에 따라 로브 패턴이 있습니다.[33]평원의 가장 유력한 기원은 화산 과정이다; 지상의 실드 화산과 비슷한 선형 환기구 기하학 및 뚜렷한 지형적 여백은 분출된 액체가 매우 점성이 강했으며, 아마도 초냉각수/암모니아 용액이었을 것이며, 고체 빙산도 또한 가능성이 있다는 것을 보여줍니다.[35]이러한 가상의 극저온 흐름의 두께는 1~3 km로 추정됩니다.[35]그러므로 이 협곡들은 내인성 리서페이싱이 아리엘에서 여전히 일어나고 있던 시기에 형성되었을 것입니다.[33]이들 지역 중 몇 곳은 1억 년도 채 되지 않은 것으로 보여 아리엘이 비교적 작은 규모와 현재의 조력난방 부족에도 불구하고 여전히 지질학적으로 활동할 가능성이 있음을 시사합니다.[37]

아리엘은 천왕성의 다른 달들에 비해 상당히 고르게 분화되어 있는 것으로 보인다;[20] 큰 분화구의[i] 상대적인 산수성은 아리엘의 표면이 태양계의 형성과 관련이 없다는 것을 암시합니다. 이것은 아리엘이 역사의 어느 시점에서 완전히 다시 모습을 드러낸 것이 틀림없다는 것을 의미합니다.[33]아리엘의 과거 지질활동은 궤도가 현재보다 더 괴이한 시기에 조력난방에 의해 추진된 것으로 추정됩니다.[25]양구르 아리엘에서 관측된 가장 큰 분화구는 지름이 78km에 불과하며 이후 변형된 흔적이 보입니다.[34]아리엘의 모든 큰 분화구는 평평한 바닥과 중앙 봉우리를 가지고 있으며, 분화구의 일부는 밝은 이젝타 퇴적물로 둘러싸여 있는 경우가 거의 없습니다.많은 분화구는 다각형이며, 이는 그 외관이 기존의 지각 구조에 의해 영향을 받았음을 나타냅니다.크레이터가 있는 평원에는 충격 크레이터의 성능이 저하될 수 있는 몇 개의 큰(지름 약 100km) 광택이 있습니다.만약 이런 경우라면 그들은 목성의 달 가니메데에 있는 팔림페스트와 비슷할 것입니다.[33]10°S 30°E에 위치한 직경 245km의 원형 저압은 크고 성능이 매우 저하된 충격 구조라고 제안되었습니다.[39]

 

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