미란다의 궤도경사각, 천왕성 조석 소산 제약 조건으로 활용 가능
천왕성의 5대 위성 중 가장 작고 가까운 미란다(Miranda)는 4.3도라는 이례적으로 큰 궤도경사각과 코로나(coronae)·지구조 구조가 지배하는 표면 지형을 지니고 있다. 연구팀은 SIMPL 코드를 이용한 직접 N체 적분으로 다섯 위성의 조석·역학 진화를 계산해, 미란다의 평균운동이 공명에 관여하지 않아도 아리엘과 움브리엘이 얽힌 공명 상호작용을 통해 미란다의 경사각이 커질 수 있음을 확인했다. 특히 아리엘-움브리엘 5:3 평균운동 공명이 현재 값에 이르게 한 가장 최근의 주요 역학적 사건으로 지목됐다. 또한 천왕성의 조석 소산이 강한 경우($Q_U$~600) 이 공명 과정에서 미란다 내부에 코로나 형성에 필요한 수준에 가까운 열유속이 발생할 수 있다고 계산했다. 연구팀은 이 결과가 천왕성의 조석 소산에 대한 새로운 제약 조건을 제공할 수 있다고 밝혔다.
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제임스웹 우주망원경(JWST)의 NIRSpec 1~5마이크론 분광 관측으로 천왕성의 고리와 네 개의 고리위성(퍽, 페르디타, 포르티아, 줄리엣)을 분석한 결과, 이들의 조성이 물이 풍부한 카이퍼벨트 천체와 매우 유사한 것으로 나타났다. 3.0마이크론의 O-H 및 물 얼음 흡수 특징과 4.27마이크론의 이산화탄소(CO2) 대역이 깊게 관측됐고, 휘발성 물질은 천왕성에 가까울수록 함량이 줄어드는 반경 방향 경향을 보여 최근 추정된 최내측 위성들의 밀도와도 일치한다. 연구진은 이를 설명하는 두 가지 시나리오를 제시했다. 하나는 천왕성의 자전축을 기울인 충돌이 물이 풍부한 카이퍼벨트 천체와 유사한 물질로 이루어진 충돌체로부터 원반을 만들었고, 고리위성들이 그 과정에서 남은 미분화 잔해라는 설명이다. 다른 하나는 고리와 고리위성이 정규 위성보다 나중에 형성됐으며, 수백 킬로미터 크기의 미분화 물질형 카이퍼벨트 천체가 조석력으로 붕괴하면서 만들어졌다는 것이다.
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