수성과 금성을 제외하고는 모든 행성이 제각기 달을 가지고 있다. 달은 자연적인 달(natural moons)인공적인 달(artificial moons), 즉 인공위성(artificial satellites)으로 구분된다. 그리고 자연적인 달은 다시 우리의 달(Moon)다른 행성의 달(moons)로 구분된다.

I. 우리의 달 (The Moon)

 

 1609년 갈릴레오가 최초로 자기가 만든 망원경으로 달의 산들을 발견하기 전까지는, 모든 사람들이 매끈매끈한 둥근 모양의 달을 생각해 왔었다.

  달의 표면은 지구의 산들과는 달리, 높고 둥근 분화구처럼 생긴 크고 작은 산들로 뒤덮여 있다. 산의 특징은 원형으로 된 높은 절벽으로 둘러 싸여 있고 그 가운데는 평원을 이루고, 중심부에 삐죽 솟아오른 작은 봉우리가 있는 것이다. 보름달일 때 잘 보이는 검은 색 무늬는 바다라고 부르지만, 사실은 산악지대를 제외한 나머지의 평야지대라고 할 수 있는 곳이다.

  달에는 공기가 없기 때문에 태고로부터 지금까지 수없이 많은 운석이 지면에 낙하하여 굳은 표면의 암석층을 부셔 놓아서 달의 표면은 고운 먼지가루가 엷은 층을 이루고 있다. 또한 공기가 없으므로 낮에는 120oC나 되는 고온이었다가 밤이 되면 급속히 냉각되어 -160oC나 되는 상상하기 힘든 추위가 된다.

  달은 질량이 7.35×1022kg 이고, 평균 밀도가 3.37g/cm3인데, 아폴로 우주인이 채취해온 흙과 암석의 평균 밀도가 3g/cm3 나 되므로 달의 내부에 밀도가 대단히 큰 물질이 있다고 보기는 어렵다.


<그림 1> 달의 모습

   또 큰 지진활동이 없고, 표면에 소규모의 산사태가 가끔 발생하는 정도이므로 내부 활동은 미약하다고 생각된다. 즉 달의 내부는 이미 상당히 냉각된 상태라고 보아야 한다.

<표1> 지구의 달

번호

질 량

평균밀도

반사율

공전주기

궤도긴반지름

적도반지름

I

735×1020 kg

3.3 g/cm3

0.12 %

27.32 일

38.4 ×104km

1738 km

 

II. 다른 행성의 달들 (moons)

1.화성의 달

  화성에는 달이 2개 있는데 매우 작고 그 모양은 둥글지도 않고 깨진 부분이 많아서 마치 구운 감자와 같은 모양을 하고 있다. 따라서 이 두 달들은 화성이 소행성 중에서 포획한 달일 가능성이 많다.

(1) 포보스(phobos)

 지름 : 19∼27km 정도
 포보스의 한쪽 끝에는 매우 큰 분화구인 스틱니(Stickney)분화구가 있는데, 이 분화구를 만든 충돌이 조금만 더 컸으면
   포보스는 없어졌을 것이다.
 

 


<그림 2> 포보스


<그림 3> 데이모스

(2) 데이모스(Deimos)

 지름 : 10∼16km 정도
 2개의 큰 분화구 : 볼테르 분화구와 스위프트 분화구가 있다.

<표2> 화성의 달들

번호

달 이 름

발견된 해

발견자

공전주기

궤도긴반지름

적도반지름

I

포보스

1877 년

헤일

0.32 일

0.94 ×104km

12.5 km

II

데이모스

1877 년

헤일

1.26 일

2.35 ×104km

6.5 km

2.목성의 달

  목성에는 4개의 갈릴레오 위성 외에 12개의 위성이 더 있는 것으로 알려졌다.

(1) 갈릴레오 위성

  1610년 1월 7일 갈릴레오에 의해 발견된 4개의 달로, 이들은 망원경으로만 발견된 첫 번째의 천체들이다. 케플러는 이 4개의 천체들에 대해 라틴어로 부유층이나 권력층의 주변에서 시중드는 사람이란 뜻을 가진 '위성'이란 말을 만들었고 네덜란드 천문학자 마리우스에 의해 각각 이오(Io), 에우로파(Europa), 가니메데(Ganiymede), 칼리스토(Callisto)라는 이름이 지어졌다. 1675년에는 덴마크의 천문학자 뢰머(1644∼1710)가 목성의 달의 식을 관측하여 세계 최초로 빛의 속도를 측정하였다.

① 이오

 목성 중심에서의 거리 : 42만km 정도.(지구 중심에서 달까지의 거리와 거의 같다.)
 공전 주기 : 1.77일
 지름 : 3,630km 정도
 폭 넓은 강의 흔적 발견 : 액화된 유황이 흐른 자취 일거라고 추정된다.
 화산 활동 : 가스나 암석의 파편을 대기 속으로 뿜어 올리고 있는 9개의 활화산과 수백, 수천 개의 사화산이 있다.(라페
   트라 화산, 로키페트라 화산 등)
 매우 엷은 대기 : 주로 아황산 가스(SO2)로 보이져 호에 의해 발견되었다. 이오는 목성의 방사선대 속을 날고 있는데
   그 방사선대 속의 강력한 하전입자를 이 엷은 대기가 방어해 준다.

② 에우로파

 목성 중심에서의 거리 : 67만 900km 정도
 공전 주기 : 3.55일
 지름 : 3,066km 정도(가릴레오 위성 중 가장 작다.)
 에우로파의 검은 줄무늬 : 표면은 100km 두께쯤 되는 얼음으로 덮여 있는데 검은 줄들은 지표의 물질이 얼음 틈으로
   비집고 나온 것으로 추측된다. 에우로파는 그물 같은 선 이외의 지역은 당구공처럼 반반하고 충돌 분화구도 없는데
   이것은 운석들이 충돌했을 때 열이 발생하여 얼음이 녹아 흘렀기 때문이다.
 

 


<그림 4> 이오


<그림 5> 에우로파

③ 가니메데

 목성 중심에서의 거리 : 107만km 정도
 공전 주기 : 7.15일
 지름 : 5,262km 정도(태양계의 달들 중 가장 커서 수성보다도 크다.)
   ※ 수성의 지름 : 4,864km 정도
 밀도 : 밀도가 상당히 낮아서 암석과 얼음의 중간 정도이다.
 가니메데의 질량은 달 질량의 2.5배나 되고 수성보다도 크지만 수성은 가니메데보다 밀도가 큰 물질로 채워져 있어
   가니메데의 질량은 수성 질량의 3/5 밖에 되지 않는다.

④ 칼리스토

 목성 중심에서의 거리 : 180만km
 공전 주기 : 16.69 일
 지름 : 4,800km 정도(수성의 크기와 비슷하다.)
 밀도 : 암석과 얼음의 중간 정도이다.
 

 


<그림 6> 가니메데


<그림 7> 칼리스토

(2)그 밖의 달들

① 아말테아

  1892년 미국의 천문학자 바너드에 의해 발견된 목성의 다섯 번째 위성으로, 눈으로 발견된 마지막 위성이다. 이 위성은 1970년에야 아말테아라고 공식화되었다.

 목성 중심에서의 거리 : 17만 9,200km
 공전 주기 : 11.95 시간
 지름 : 248km 정도(에우로파의 1/13 밖에 되지 않아 매우 희미하게 보인다.)
 발견이 늦어진 이유 : 갈릴레오 위성들 보다 목성에 더 가까이 위치해 있고, 너무
   작아서 매우 희미하게 보였기 때문이다.
 아말테아는 불규칙한 모양의 달로, 장축이 목성을 향하고 있다.  


<그림 8> 아말테아

② 더 작은 달들

  20 C 에 들어와서 8개의 바깥위성들이 발견되었는데 최초의 것은 1904년에, 8번째 것은 1974년에야 발견되었다. 그들의 이름들은 단지 발견된 순서대로 목성 VI에서 부터 목성 XIII이 붙여졌다.
  미국의 천문학자 페린은 1904년 12월에 목성 VI을, 1905년 1월에 목성 VII을 발견했다. 목성 VI의 지름은 약 96km 이며 목성 VII의 지름은 약 32km 정도이다.
  목성 VIII은 1908년 영국의 천문학자 멜로트에 의해 발견되었다. 1914년 미국의 천문학자 니콜슨이 목성 IX를 발견하였고, 목성 X과 목성 XI은 1938년에, 목성 VII는 1951년에야 발견되었다. 이들 위성들의 지름은 약 24km 정도이다. 마지막으로 1974년 9월 10일 미국의 천문학자 코발은 목성 VIII을 발견했는데, 이 위성은 단지 지름이 16km 밖에 되지 않는다.
  이들 위성 중 안쪽의 4개 위성인 VI, VII, X, XIII은 목성으로부터 평균거리 1,120만km 근처에 있으며 칼리스토보다 목성으로부터 6배 가량 떨어져 있다. 바깥쪽의 4개의 위성은 목성으로부터 2,220만km 떨어져 있어 안쪽 네 개의 위성들까지의 거리의 두 배정도 더 멀리 있다.
  이 바깥 위성들 중 바깥그룹에 있는 위성들은 궤도가 아래위로 꼬일 만큼 큰 궤도 경사를 가진다. 목성의 북극에서 보면 이 위성들은 목성의 다른 위성들처럼 반시계 방향으로 공전하기보다는 오히려 시계 방향으로 움직여서 역행 자전을 하고있다.
  목성에서 가장 멀리 있는 위성은 목성 VIII(파시패)이다. 그리고 목성 XI(시노프)는 목성으로부터의 평균거리가 파시패의 평균거리 보다 커서 목성주위를 758일에 한 바퀴 도는데 이는 거의 정확히 2년 1개월이다. 이보다 더 긴 공전 주기를 갖는 위성은 알려져 있지 않다. 그리고 1979J 1(아트라스테아)과 1979J 2(테베)도 보이져 1, 2호의 관측에 의해 확인되어 졌다.

<표3> 목성의 달들

번호

달 이 름

발견된 해

발견자

공전주기

궤도긴반지름

적도반지름

XVI

메티스

1979 년

신노트

0.2948 일

12.8 ×104km

10 km

XV

아트라스테아

1979 년

제비트

0.2979 일

12.9 ×104km

20 km

V

아말테아

1892 년

바나드

0.4989 일

18.1 ×104km

100 km

XIV

테베

1979 년

신노트

0.6746 일

22.2 ×104km

45 km

I

이오

1610 년

갈릴레이

1.7691 일

42.2 ×104km

1815 km

II

에우로파

1610 년

갈릴레이

3.5512 일

67.1 ×104km

1569 km

III

가니메데

1610 년

갈릴레이

7.1545 일

107.0 ×104km

2631 km

IV

칼리스토

1610 년

갈릴레이

16.6890 일

188.3 ×104km

2400 km

XIII

레다

1974 년

코왈

239 일

1109 ×104km

7.5 ? km

VI

히말리아

1904 년

팔라인

250.57 일

1148 ×104km

90 km

X

리시테아

1938 년

니콜슨

253. 일

1172 ×104km

20 km

VII

엘라라

1905 년

팔라인

259.65 일

1174 ×104km

40 km

XII

아낭케

1951 년

니콜슨

631. 일

2120 ×104km

15 ? km

XI

칼메

1938 년

니콜슨

692. 일

2260 ×104km

20 ? km

VIII

파시패

1908 년

메로트

743.9 ? 일

2350 ×104km

20 ? km

IX

시노프

1914 년

니콜슨

758. 일

2370 ×104km

20 ? km

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