뉴호라이즌 호가 촬영한 플루토의 희미한 달들

플루토(Pluto)는 '명왕성'을 말합니다.
명왕성은 더 이상 행성으로 분류되지 않습니다.
'명왕성'이라는 한자식 표현은 '해왕성, '천왕성'등과 동급의 표현으로 행성이라는 의미를 가지고 있는 표현입니다.
따라서 오해의 소지를 없애기 위해 더 이상 '명왕성'으로 적시하지 않고 영어 표현 그대로 '플루토(Pluto)'로 표현합니다.          

 

 

Image Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

 

사진1> 이 사진은 완벽한 플루토 가족사진이다. - 하지만 꼭 그렇지 않더라도 최소한 우리가 지금까지 알고 있는 플루토의 모든 가족들을 담은 사진이다.

 

NASA의 뉴호라이즌호가 지금까지 알려진 플루토의 5개 달 중 가장 작고 가장 희미한 케르베로스(Kerberos)와 스틱스(Styx)를 촬영하였다.

2013년 7월, 플루토의 최대 달인 카론을 감지한데 이어, 이보다는 규모가 작은 하이드라와 닉스를 2014년 7월과 2015년 1월에 각각 감지한 뉴호라이즌 호는 이제 그동안 알려진 플루토 계의 모든 천체들이 보일정도로 가까운 곳까지 다가갔다.

 

뉴호라이즌 미션 과학팀의 일원인 사우스웨스트우주탐사연구소(the Southwest Research Institute) 소속 존 스펜서(John Spencer)의 소감은 다음과 같다.

"뉴호라이즌 호는 바야흐로 새로운 발견의 입구에 들어서고 있습니다.
만약 뉴호라이즌호가 플루토에 점점 가까이 다가가며 새로운 달을 발견하게 된다면 그 달은 인류가 이전에는 전혀 보지 못했던 새로운 천체일 것입니다."

플루토에 좀더 가까이 다가서는 5월 중순경, 뉴호라이즌 호는 플루토를 통과하게 될 경로 상에 우주선에 위협이 될만한 새로운 달이나 고리에 대한 탐사를 시작하게 된다.

 

연구팀은 여기 등장하는 희미한 스틱스와 케르베로스의 사진들을 분석할 것이며 이를 통해 기술을 좀더 가다듬어 감도의 한계치를 좀더 깊은 수준까지 끌어올릴 수 있게 될 것이다.

 

케르베로스와 스틱스는 각각 2011년과 2012년, 허블우주망원경을 이용한 뉴호라이즌 팀의 관측에서 발견되었다.

 

스틱스는 카론(Charon)과 닉스(Nix)의 중간에 위치하며 매 20일을 주기로 플루토 주위를 공전하고 있으며 직경은 대략 7~12킬로미터 사이일 것으로 추정된다.
케르베로스는 닉스와 하이드라(Hydra) 사이에서 32일을 주기로 공전하고 있으며 직경은 10~30킬로미터 수준이다.

 

스틱스와 케르베로스의 밝기는 각각 닉스와 하이드라 대비 20~30배 더 희미한 수준이다.

 

이 사진들은 뉴호라이즌에 탑재된 가장 고감도의 카메라인 장거리탐사화상기(the Long Range Reconnaissance Imager, LORRI)를 이용하여 2015년 4월 25일에서 5월 1일 사이에 촬영된 것이다.

 

10초동안 노출한 5개의 사진들로  구성된 각각의 관측 사진들은 가장 좌측의 사진을 만들기 위해 하나로 합쳐졌다.
그리고 비교적 밝은 달인 닉스와 하이드라를 포함하여 희미한 달들의 위치와 궤도를 드러내기 위한 광범위한 처리과정을 통해 플루토와 카론의 밝은 광채와 배경에 위치하는 빽빽한 별들이 제거되어 오른쪽 사진이 도출되었다.  
 

사우스웨스트우주탐사연구소(the Southwest Research Institute)의 뉴호라이즌 수석 연구원인 앨런 스턴(Alan Stern)은 8,800만 킬로미터 거리에서 이처럼 작은 달들을 탐지할 수 있다는 것은 매우 놀라운 일이며 LORRI 장거리 카메라와 새로운 달 및 고리를 찾고 있는 존 스펜서의 연구팀을 신용할 수 있는 이유가 된다고 말했다.

비록 두번째 사진에서는 부분적으로 가려져 있긴 하지만 케르베로스는 모든 사진에서 그 모습을 드러내고 있다.

스틱스의 경우 첫번째 사진에서는 보이지 않으며 이후 사진에서 그 모습이 나타나 있다.

4월 25일 촬영된 사진에서는 카메라의 전자잡음-플루토와 카론에 대한 과노출의 결과 오른쪽으로 뻗어나간 흑백의 삐침선-에 가려져 있었다.

이 잡음의 방향은 각각의 사진에서 다른 방향으로 나타나 있는데 이는 사진을 촬영한 뉴호라이즌 호의 방향이 변하고 있기 때문이다.

 

재처리된 사진에서 따로 표시가 되어 있지 않은 흰 점들은 배경 별들이나 또다른 잔여 잡음들이 완전히 제거되지 않은 결과이다.

 

스틱스와 케르베로스의 모습이 다른 사진들보다 몇몇 사진들에서 더욱 선명하게 보이는 이유는 아마도 자전 중에 나타나는 밝기의 변화 때문일 것으로 생각된다.
이 달들의 정체는 이 달들이 있을 것으로 예상된 지점에 정확히 존재하고 있었기 때문에 확정되었다.

(가장 우측 사진에 표시된 각 원들의 중심지점)

 

출처 : NASA Solar System Exploration 2015년 5월 13일 News Release
        http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=49202
          
참고 : 플루토를 비롯한 다양한 왜소행성에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
           https://big-crunch.tistory.com/12346957

 

원문>

New Horizons Spots Pluto's Faintest Known Moons

13 May 2015

 

(Source: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)

It's a complete Pluto family photo - or at least a photo of the family members we've already met.

For the first time, NASA's New Horizons spacecraft has photographed Kerberos and Styx - the smallest and faintest of Pluto's five known moons. Following the spacecraft's detection of Pluto's giant moon Charon in July 2013, and Pluto's smaller moons Hydra and Nix in July 2014 and January 2015, respectively, New Horizons is now within sight of all the known members of the Pluto system.

"New Horizons is now on the threshold of discovery," said mission science team member John Spencer, of the Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. "If the spacecraft observes any additional moons as we get closer to Pluto, they will be worlds that no one has ever seen before."

Drawing even closer to Pluto in mid-May, New Horizons will begin its first search for new moons or rings that might threaten the spacecraft on its passage through the Pluto system. The images of faint Styx and Kerberos shown here are allowing the search team to refine the techniques they will use to analyze those data, which will push the sensitivity limits even deeper.

Kerberos and Styx were discovered in 2011 and 2012, respectively, by New Horizons team members using the Hubble Space Telescope. Styx, circling Pluto every 20 days between the orbits of Charon and Nix, is likely just 4 to 13 miles (approximately 7 to 21 kilometers) in diameter, and Kerberos, orbiting between Nix and Hydra with a 32-day period, is just 6 to 20 miles (approximately 10 to 30 kilometers) in diameter. Each is 20 to 30 times fainter than Nix and Hydra.

The images detecting Kerberos and Styx shown here were taken with New Horizons' most sensitive camera, the Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), from April 25-May 1. Each observation consists of five 10-second exposures that have been added together to make the image in the left panel, and extensively processed to reduce the bright glare of Pluto and Charon and largely remove the dense field of background stars (center and right panels), in order to reveal the faint satellites, whose positions and orbits, along with those of the brighter moons Nix and Hydra, are given in the right panel.

"Detecting these tiny moons from distance of over 55 million miles is amazing, and a credit to the team that built our LORRI long-range camera and John Spencer's team of moon and ring hunters," added New Horizons Principal Investigator Alan Stern, of the Southwest Research Institute.

Kerberos is visible in all of the images, though is partially obscured in the second image. Styx is not visible in the first image, only in subsequent ones; on April 25 it was obscured by electronic artifacts in the camera - the black and white streaks extending to the right of the extremely overexposed images of Pluto and Charon in the center of the frame. These artifacts point in different directions in different images due to the varying orientation of the spacecraft. Other unlabeled features in the processed images include the imperfectly removed images of background stars and other residual artifacts.

Although Styx and Kerberos are more visible in some frames than others, perhaps due to brightness fluctuations as they rotate on their axes, their identity is confirmed by their positions being exactly where they are predicted to be (in the center of the circles in the right panel).

The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) designed, built, and operates the New Horizons spacecraft, and manages the mission for NASA's Science Mission Directorate. SwRI leads the science team, payload operations and encounter science planning. New Horizons is part of the New Frontiers Program managed by NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.