가니메데 갈릴레이 위성 자기장이 있는 유일한 위성

가니메데(Ganymede)는 목성의 위성으로, 태양계의 위성들 중 가장 크고 밝다. 목성에서 평균 거리 순으로 일곱 번째이고, 갈릴레이 위성 중에선 세 번째에 위치한다. 자기장이 있는 유일한 위성 가니메데에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.
 

 

가니메데

 
 
가니메데는 태양계 행성을 도는 위성 중 가장 큰 크기를 자랑합니다. 가니메데는 지름 5,262km로 달과 비교해서 두 배 정도 큰 크기이며, 심지어 태양계의 첫 번째 행성인 수성보다 크기가 큽니다.
 
태양계의 위성 중 두 번째로 큰 토성의 위성 타이탄보다 지름은 2% 더 크며, 질량은 10% 더 무겁습니다.
 

1. 가니메데 최초 발견

가니메데는 갈릴레오 갈릴레이에 의해 발견되었으며, 갈릴레오가 발견 세 번째 위성입니다.
 
갈릴레오 갈릴레이는 1610년 1월 7일에 처음으로 망원경을 사용하여 목성 주위를 공전하는 네 개의 대형 위성을 발견했습니다. 갈릴레오는 가니메데를 목성의 위성이라고 인식하였고, 이러한 발견은 당시 천문학의 패러다임에 도전하였으며, 지구 주위에만 위성이 있을 것이라는 고전적인 관념을 깨뜨리고 태양계의 다른 천체에도 위성이 존재할 수 있음을 시사했습니다.
 
 

 

2. 가니메데 공전 주기

가니메데 위성은 지구 시간으로 약 7일 만에 목성 한 바퀴를 돌며 다른 갈릴레오 위성들과 궤도 공명을 일으킵니다. 많은 위성처럼, 가니메데는 조석 고정되어 있기 때문에 한 면이 항상 목성을 바라봅니다
  

ㅁ 궤도 공명이란

공전하는 두 천체가 정수비를 만족하는 공전 주기로 인해 서로에게 주기적으로 중력적인 영향을 가할 때 발생합니다. 쉽게 말하면 두 천체가 일직선으로 놓일 때 서로를 중력으로 미는 걸 말합니다.
 
 

3. 자기장이 존재하는 유일한 위성

가니메데는 얼음 위성으로 자기장이 존재하며, 태양계 위성 중 유일하게 자체 자기장이 있는 천체이다.
이는 액체 핵의 대류 현상으로 발생하는 것으로 추정하고 있다.
 
 

4. 표면의 특징

밝은 지역은 가니메데의 표면에서 발견되는 특징으로 이 지역은 다른 부분과 대조적으로 평평하고 밝은 지표를 가지고 있으며, 상대적으로 높이 솟아 있는 지역입니다.
 
이 밝은 지역의 표면 반사율은 43% 정도이고, 얼음과 물이 50%~90% 정도의 비율로 표면에 뒤덮여 있으며, 어두운 지역보다 더 많은 양의 얼음이 밝은 지역에 함유되어 있습니다.
 
또, 가니메데의 표면에는 주름 산맥이라 불리는 지형은 단순한 지구의 산맥과는 다르게 얼음에서 형성되었으며, 목성의 조력으로 인한 지질 활동에 의해 생겼습니다.
 
가니메데의 표면은 어두운 암석과 밝은 얼음 조각으로 인해 뚜렷한 흑백 콘트라스트를 가집니다. 이러한 콘트라스트는 표면의 다양한 지질학적 특징을 더욱 돋보이게 합니다.
 
 

5. 가니메데 대기권

가니메데의 대기에는 옅은 산소층이 있는 것으로 알려져 있다. 유로파에 존재하는 양과 유사하게 존재하는 것으로 추정되고, 1995년에 허블 우주 망원경에 의해 발견되었습니다.
 
이 산소는 가니메데의 표면에서 방사능에 의해 얼음이 수소와 산소로 분리될 때 발생하는 것으로 질량이 낮아 더 빨리 우주 공간으로 없어집니다.
 
 

6. 지각과 멘틀

지각은 부분 얼음과 암석의 혼합물로 이루어져 있습니다. 이 지각은 주로 얼음으로 덮여 있으며, 이 얼음은 물 얼음과 화산활동에 의해 생성된 유황 얼음 등 다양한 형태의 얼음으로 구성됩니다.
 
멘틀은 황화철-철로 이루어진 핵과 규산으로 이루어져 있습니다. 철이 풍부한 액체 핵을 가지고 있으며 액체 철 핵에서 대류 현상이 일어나고, 이는 높은 전도성을 갖게 합니다. 이것으로 인해 가니메데는 위성 중에 유일한 자기장을 발생하는 위성이 된 것입니다. 
 
 

7. 가니메데 탐사

이전의 미션 중 가니메데를 포함한 목성의 대형 위성들을 연구하기 위해 여러 우주 탐사 미션에서 가니메데를 관측하고 데이터를 수집했습니다.

 

7.1 허블 우주 망원경 관측

허블 우주 망원경은 목성과 그 위성들을 지속적으로 관측하며, 가니메데의 표면과 대기에 대한 정보를 제공하는데 기여했습니다. 하블은 가니메데의 지질학적 특성을 연구하고 이미지를 촬영하는 데 사용됩니다.
  

8. 미래의 미션

목성의 갈릴레이 위성들은 모두 유럽우주국의 주스 탐사선과 미항공우주국의 클리퍼 (Europa Clipper) 탐사선의 목표로 선정되어 지하 해양과 환경을 조사하고 미스터리를 해결하기 위해 미션이 진행됩니다.
  
가니메데는 독특한 특성으로 우주 과학 연구의 중요한 대상 중 하나입니다.
이를 통해 가니메데의 지구형 특성과 지질학적 특징을 더 자세히 연구하는데 이바지할 것으로 기대됩니다.
 
 
지금까지 갈릴레이 위성 가니메데에 대해 알아보았습니다.
 

 
참고자료 : 이오 갈릴레이 위성

이오 갈릴레오 위성 화산 활동이 가득한 표면과 멘틀

참고자료 : 지구의 온난화 원인과 100년 뒤 지구의 모습

지구의 온난화 원인과 100년 뒤 지구의 모습

 참고자료 : 유로파 위성의 숨겨진 세계

유로파 위성의 숨겨진 세계 생명체 가능성