토성의 고리: 두 판 사이의 차이
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== 주요 고리의 형성 ==
토성의 고리는 토성의 형성 시기를 측정함에 따라 매우 오래되었을 것이다. 토성의 안쪽 고리의 기원에 관한 두가지 주요 이론이 있다. 원래 19세기에 에두아르 로슈에 의해 주장된 한 이론은, 과거에 기조력([[로슈한계]] 참고)에 의해 산산조각 날 만큼 가까워질 때까지 토성을 공전하다가 파괴된 (로마 신화의 여신, 베리타스로 이름 붙여진)토성의 위성이라는 것이다.<ref name="Roche_limit">{{cite web |url=http://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html |title=Historical Background of Saturn's Rings |work=1849 Roche Proposes Tidal Break-up |first=Ron |last=Baalke |publisher=Jet Propulsion Laboratory |accessdate=2008-09-13 }}</ref> 변형된 이 이론은 고리가 나중에 거대한 [[혜성]]이나 [[소행성]]과 충돌하여 위성이 분해된 것이라는 것이다.<ref>[http://science.nasa.gov/headlines/y2002/12feb_rings.htm The Real Lord of the Rings]</ref> 두번째 이론은 고리가 위성의 파편이 아닌 대신에, 토성을 형성했던 [[성운]] 물질들의 잔재라는 것이다.{{citation needed}}
좀 더 고전적인 분쇄된 위성 이론은 고리가 [[미마스 (위성)|미마스]]보다 약간 큰, 지름 400~600 km의 위성의 파편으로 구성되어 있다는 것이다. 약 40억 년 전, [[후기 운석 대충돌기]] 동안에 위성을 충분히 분쇄할 수 있을만한 거대한 천체와의 충돌이 있었을 것이다.<ref name="Kerr2008a">{{cite journal |last=Kerr |first=Richard A |year=2008 |title=Saturn's Rings Look Ancient Again |url= |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=319 |issue=5859 |page=21 |doi=10.1126/science.319.5859.21a }}</ref>
최근 [[로빈 M. 캐넙|R. M. 캐넙]]에 의해 변형된 이 이론은 고리가 토성이 아직 가스 성운에 둘러싸여 있던 형성기에 행성 쪽으로 나선을 그리며 떨어지다 외부층이 벗겨진, [[타이탄 (위성)|타이탄]] 크기로 매우 큰 위성의 얼음 맨틀의 잔해의 일부에 해당한다고 한다.<ref name="NatGeo_2010">{{cite web | last= Choi | first=C. Q. | url=http://news.nationalgeographic.com/news/2010/12/101213-saturn-rings-moon-ice-jupiter-science-space/|publisher=National Geographic|title=Saturn's Rings Made by Giant "Lost" Moon, Study Hints |date=2010-12-13 | accessdate=2012-11-05 }}</ref><ref name="Canup_2010">
{{cite journal |last=Canup |first=R. M. |authorlink=Robin M. Canup |title=Origin of Saturn’s rings and inner moons by mass removal from a lost Titan-sized satellite |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=468 |issue=7326 |pages=943–926 |date=2010-12-12 |url=http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7326/abs/nature09661.html |doi=10.1038/nature09661 |pmid=21151108 |bibcode=2010Natur.468..943C |accessdate=2012-11-04 }}</ref> 이는 고리 내의 암석물질의 부족을 설명할 것이다. 고리는 초기에 지금보다 훨씬 무겁고(~1000배) 넓었을 것이다. 고리의 외곽 부분의 물질은 합쳐져 [[테티스 (위성)|테티스]]와 같은 토성의 위성이 되었다. 이러한 대부분의 위성들의 구성 요소 또한 암석물질의 부족을 설명할 수 있다.<ref name="Canup_2010" /> 증가하고 있는 [[엔셀라두스 (위성)|엔셀라두스]]의 밀도는 현재 1.61 g/cm<sup>3</sup> 로, 1.15 g/cm<sup>3</sup> 인 미마스나 0.97 g/cm<sup>3</sup> 인 테티스와 비교해보면, 이후 엔셀라두스의 충돌적 또는 저온화산활동적(cryovolcanic) 진화가 위성의 까다로운 얼음 손실로부터 야기되었음을 알 수 있다.<ref name="Canup_2010" />
초기의 무거운 고리에 관한 아이디어는 나중에 [[레아 (위성)|레아]]와 같은 토성의 위성들의 형성에 관한 설명까지 확장된다.<ref name="Charnoz_2011">{{cite journal |last=Charnoz |first=S. |last2=Crida |first2=A. |last3=Castillo-Rogez |first3=J. C. |last4=Lainey |first4=V. |last5=Dones |first5=L. |last6=Karatekin |first6=Ö. |last7=Tobie |first7=G. |last8=Mathis |first8=S. |last9=Le Poncin-Lafitte |first9=C. |last10=Salmon |first10=J. |title=Accretion of Saturn’s mid-sized moons during the viscous spreading of young massive rings: Solving the paradox of silicate-poor rings versus silicate-rich moons |journal=[[Icarus (journal)|Icarus]] |volume=216 |issue=2 |pages=535–550 |date=December 2011 |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103511003691 |doi=10.1016/j.icarus.2011.09.017 |bibcode=2011Icar..216..535C |arxiv=1109.3360 |accessdate=2012-10-105 }}</ref> 초기의 무거운 고리가 얼음 뿐만 아니라 암석물질 덩어리(>100 km 반경)도 포함하고 있었다면, 이러한 [[규산염]] 천체들은 얼음을 더 많이 강착하여 고리의 중력 상호작용과 토성의 조석 상호작용으로 인해 계속해서 넓은 궤도로 전이하여 고리로부터 벗어나게 된다. 로슈한계 내의 암석 천체들은 추가적인 물질을 강착하기 충분할 정도로 밀도가 높지만, 얼음 천체와 같은 것들은 밀도가 낮아 그렇지 못하다. 고리 바깥쪽에 새로 형성된 위성들은 무작위 병합을 통해 진화하기 시작할 것이다. 이 과정은 레아와 같은 토성의 위성의 규산염 물질의 변화와 토성과 가까울수록 규산염 물질이 적어지는 경향도 설명할 수 있다. 이에 따라 레아는 원시 고리에서 형성된 위성 중 가장 늙은 것이 될 것이고, 토성과 가까운 위성일수록 젊을 것이다.<ref name="Charnoz_2011" />
유성체 먼지의 유입으로 시간에 따라 고리가 점점 검은색으로 변색되어야 할 것을 고려하면, 토성의 고리를 구성하는 얼음의 밝기와 순도는 고리의 연령이 약 1억 년 정도로, 토성보다 훨씬 어리다는 증거로 들어왔었다. 그러나, 새로운 연구는 B 고리가 유입되는 물질을 희석시킬 정도로 충분히 무겁기 때문에 태양계의 연령 이상의 기간 동안 흑색화를 방지할 수 있음을 보여주었다. 고리 물질은 고리 내의 군집을 형성하여 후에 충돌로 분해됨으로써 순환되고 있을지도 모른다. 이는 젊게 보이는 고리 내의 일부 물질을 설명할 것이다.<ref name="NASAOldTimers">{{cite news | title=Saturn's Rings May Be Old Timers | work=NASA/JPL and University of Colorado |date=2007-12-12 | url=http://saturn1.jpl.nasa.gov/news/press-release-details.cfm?newsID=798 | accessdate=2008-01-24 }}</ref>
[[래리 W. 에스포지토|래리 에스포지토]]가 이끄는 카시니 UVIS 연구팀은 [[엄폐 (천문학)|항성엄폐]]를 이용하여 F 고리 내에서 27 미터에서 10 킬로미터까지 이르는 13 개의 천체를 발견하였다. 이것들은 반투명했는데, 이들이 수 미터에 이르는 얼음 바위의 일시적인 응집물임을 암시한다. 에스포지토는 이것이 토성의 고리의 기본 구조로, 서로 뭉치고 후에 산산조각 나는 입자라고 여겼다.<ref name="Porco2005" /><ref name="ic.217">{{cite journal |last=Esposito |first=L.W. |last2=Albers |first2=N. |last3=Meinke |first3=B.K. |last4=Screcevic |first4=M. |last5=Madhusudhanan |first5=P. |last6=Colwell first6=J.E. |last7=Jerousek |first7=R.G. |title=A predator–prey model for moon-triggered clumping in Saturn’s rings |journal=Icarus |date=January 2012 |year=2012 |volume=217 |issue=1 |pages=103–114 |doi=10.1016/j.icarus.2011.09.029 |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103511003812 |bibcode=2012Icar..217..103E}}</ref>
== 고리 내의 세분 및 구조 ==
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