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#이아페투스

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Jupiter, left, and Saturn, right, are seen during the “great conjunction” where the two planets appear a tenth of a degree apart from one another, Monday, Dec. 21, 2020, from Washington, DC. Photo Cre
행성과학·태양계

미분화 천체 파편의 차등 삭마로 거대행성 원형위성원반의 얼음 함량 설명… 얼음 풍부한 이아페투스 형성 제시

arXiv에 공개된 연구는 외태양계 분화 천체에서 떨어져 나온 얼음·암석 파편의 차등 삭마(ablation)와 포획으로 목성·토성 위성계 전반의 얼음 농축과 반지름 약 700km의 이아페투스에 필요한 얼음 물질 공급을 설명할 수 있다고 제시했다. 크기 1m~1km, 표준 크기분포 지수 p=3.5, 질량 기준 30% 얼음을 포함한 공급원을 가정한 고정 반경거리 토성 계산에서는 토성 반지름 20배 거리에 얼음 비율 0.66(증기화된 암석만 전달) 또는 0.50(암석 용융물 잔류 포함)의 물질이 쌓이고, 60배 거리에서는 거의 순수한 얼음이 공급된다. 가스를 반복 통과하는 3차원 궤적을 추적하면 얼음 비율은 20배 거리에서 약 0.4, 60배 거리에서 약 0.9로 나타났으며, 목성 계산도 비슷한 얼음 농축과 갈릴레이 위성 영역의 조성 구배를 보였다. 다만 연구진은 위성미행성의 안쪽 이동이 최종 위성 조성을 바꾼다는 점을 지적하고, PDS 70 행성계에 대한 함의도 짧게 논의했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

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행성과학·태양계

충돌로 형성된 얼음 위성 이아페투스? 타이탄 궤도 이심률 이상까지 설명하는 시나리오

arXiv에 공개된 연구는 타이탄(Titan) 충돌이 이아페투스(Iapetus)를 형성할 만큼 많은 물이 풍부한 물질을 토성 궤도로 방출할 수 있는지, 동시에 타이탄의 궤도 이심률까지 설명할 수 있는지를 3차원 충돌 계산과 충돌 후 궤적 추적으로 검증했다. 토성에 속박되지 않은 충돌체가 타이탄 질량의 약 10분의 1 크기로 초속 10km로 비스듬히 충돌한 경우, 이아페투스 질량의 약 3.5배에 해당하는 주로 얼음인 물질이 충돌 후 며칠간 토성 중력에 묶인 상태로 남았고 타이탄의 이심률은 약 0.13까지 높아졌으며 충돌체의 암석 핵은 토성을 탈출했다. 또 다른 사례에서는 타이탄 질량의 4분의 1인 속박된 동반 천체가 45도 각도로 초속 약 3.7km로 충돌해 이아페투스 질량의 0.60배에 해당하는 얼음을 방출했고, 암석 핵은 6.9년 뒤 재충돌해 병합되면서 타이탄의 이심률이 약 0.10이 됐다. 연구진은 이 결과가 큰 궤도 장반경을 지닌 얼음 파편 저장소의 충돌 기원 생성을 입증한다고 보면서도, 이아페투스의 근점을 끌어올리려면 가스 항력이나 역학적 마찰이 필요하다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Rare Book Division, The New York Public Library. "The planet Mars" The New York Public Library Digital Collections. 1881 - 1882. https://digitalcollections.nypl.org/items/510d47dd-e820-a3d9-e040-e00a1
행성과학·태양계

목성·토성 위성 중 '위성의 위성' 생존에 유리한 후보는? 이아페투스·타이탄·칼리스토 등

연구진은 목성과 토성의 다수 위성을 대상으로 가상의 서브문(위성의 위성)을 서로 다른 초기 궤도 장반경과 궤도경사각으로 배치해 각 위성당 130회의 N체 수치적분을 수행하고, 100만 년(1 Myr) 뒤 생존 비율로 위성들을 순위 매겼다. 그 결과 생존 비율이 30%를 넘는 위성은 이아페투스(약 37%), 타이탄(약 35%), 칼리스토(약 34%), 레아(약 32%), 포에베(30%), 가니메데(30%)로 나타났다. 이 수치는 서브문 존재의 절대 확률이 아니라 역학적으로 가장 유리한 모천체를 가려내는 지표라고 연구진은 밝혔다. 지금까지 태양계에서 서브문은 하나도 발견되지 않았다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)