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갈릴레이 위성 4개를 합성하여 크기를 비교한 사진, 위에서부터 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토
1. 개요
갈릴레이 위성은 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 1610년 발견한 4개의 목성의 위성을 뜻한다. 이 위성은 목성의 위성 중 가장 큰 위성들이며,[1] 이들 위성의 이름은 이오, 에우로파, 가니메데스, 칼리스토 등 제우스의 연인의 이름을 따서 지었다.[2]이 위성들은 토성의 위성인 타이탄, 지구의 위성인 달, 해왕성의 위성인 트리톤과 함께 태양계 최대급의 크기를 자랑한다. 특히 가니메데는 타이탄과 함께 현직 행성인 수성보다 큰 크기를 자랑한다.[3]갈릴레이는 이전에 비해 천체를 잘 관찰할 수 있게 한 망원경을 이용해 1609년부터 1610년에 목성에서 4개의 위성을 발견했다.[4]
이 위성들은 천문학 역사 자체에서도 중요한 위치를 차지한다. 이전까지 맨눈으로 확인한 태양계 내의 천체는 태양과 달, 그리고 수성부터 토성까지의 행성들이 전부였다. 그러나 망원경을 통해 갈릴레이 위성이라는 새로운 천체를 발견하게 되었다. 이는 천문학에서 망원경의 중요성이 결정적으로 자리잡는 계기가 되었고, 천문학이 정체된 학문이 아니라 얼마든지 발전할 수 있다는 가능성을 제시하였다.
또한 이들은 달 이외에 우주에서 발견한 최초의 위성이며, 갈릴레이는 이들이 지구가 아닌 목성을 중심으로 돈다는 사실로부터 '지구가 우주의 중심이 아니다'라는 생각을 가지게 되었고, 이를 기반으로 지동설을 주장하게 되었다.
2. 관측
굴절식(케플러식)망원경으로 관찰한 갈릴레이 위성들.
갈릴레이 위성은 크기도 행성급으로 충분히 크고, 밝기도 비교적 밝기 때문에, 그다지 비싸지 않은 망원경이나 쌍안경으로 관찰해도 충분히 보인다.[5] 다만 위성의 표면이나 형체를 식별할 수는 없고 4개의 밝은 점으로만 보인다. 이들의 공전 궤도는 모두 짧기 때문에 시기를 두고 위성들의 공전을 통한 위치변화를 관찰하며 기록하는 것도 꽤나 좋은 방법이다.
3. 궤도 공명
이오, 유로파, 가니메데의 궤도 공명을 나타낸 모습
이오와 유로파, 가니메데는 각각 1:2:4의 궤도 공명을 하며 공전하고 있다. 이는 서로의 중력이 서로에게 영향을 끼치고 있단 뜻이고 특히 목성과 제일 가까운 이오는 목성+유로파+가니메데의 중력으로 인해 내부가 휘저어져 현재까지도 내부에서 왕성한 화산 활동이 일어나고 있다.
이 때문에 주기적으로 정해진 시간에 영향을 미쳐 조석 가열 (tidal heating) 효과가 매우 크다는 연구결과가 나왔다.#
4. 관련 문서
[1] 목성 위성 전체의 질량에서 4개의 갈릴레이 위성이 차지하는 비중은 무려 99.997%이다. 그러니까 나머지 70여 개의 위성의 질량을 모두 합쳐 봐야 전체의 0.003%에 불과하다.[2] 갈릴레오 갈릴레이는 처음엔 이 위성들에게 각각 코시모, 프란체스코, 카를로, 로렌초 등의 이름을 붙여주었는데 이 이름들은 모두 당시 토스카나 대공국의 대공이었던 코시모 2세 데 메디치와 그 남동생들의 이름에서 따온 것이다. 갈릴레이는 아예 이 네 위성들을 '메디치의 별'이라고 불렀으며 이 일로 코시모 2세 데 메디치의 눈에 들게 되었다.[3] 단, 질량은 수성이 2배 이상 무겁다. 가니메데는 주로 얼음과 돌로 이루어진 반면 수성은 밀도가 높은 철과 니켈로 된 핵을 가지고 있기 때문이다.[4] 발견 사실을 처음 언급한 편지를 보면 처음에는 3개만 발견했다고 한다. 하지만 점점 시간이 나면서 관찰해본 결과, 총 4개였다고 전해진다.[5] 심지어 갤럭시 S22 Ultra와 같은 갤럭시 울트라 라인업 스마트폰의 폴디드 망원카메라로도 날짜만 잘 잡으면 4개의 위성을 모두 포착할 수 있다.실제 촬영 사례(레딧)