화성의 위성, 포보스와 데이모스

145년 전인 1877년 8월, 화성을 돌고 있는 포보스와 데이모스 두 개의 위성이 공식적으로 발견되었다. 그것들은 태양계에서 가장 이상한 자연 위성 중 하나로 밝혀졌다. 

포보스는 행성 태양계의 다른 위성보다 더 가깝게 돌고 있다. 화성 표면으로부터 겨우 6,000 km 위에 있다 (비교하면, 우리의 달은 지구로부터 384,400 km 위에 있다). 데이모스는 태양계 행성 중 2위이다.

화성에 천천히 접근하는 포보스는 결국 화성에 충돌하거나 고리로 부서질 것이고 반대로 데이모스는 화성에서 멀어져서 결국 행성의 궤도를 떠날 것이다.

비록 포보스는 우리 달의 지름의 1%에 불과하지만, 화성에서 보았을 때 그것은 약 반쪽 넓이로 보인다. 데이모스는 화성에서 볼 때 별과 크기가 비슷해 보인다.

포보스와 데이모스의 기원은 여전히 논란이 되고 있으며 행성 위성이 형성되는 방식과 일치하지 않는다.

현재까지, 포보스와 데이모스는 화성 궤도에서 발견된 유일한 두 개의 위성으로 남아 있다. 그 행성에 약 50-100미터 크기의 훨씬 더 많은 위성이 있다는 이론들이 있지만, 아직 발견되지 않았다.

포보스 (화성 I)
반지름: 11.2 km
표면 온도: −4 °C부터 −112°C까지
궤도 거리: 92,356 km
회전: 동기식
등급: 11.8
이름의 유래: 공포와 공황의 그리스 신

데이모스 (화성 II)
반지름: 6.2 km
표면 온도: -40.15°C
궤도 거리: 23,458 km
회전: 동기식
등급: 12.89
이름의 유래: 그리스의 불안과 두려움의 신

 

전 소행성
불규칙한 모양과 심하게 분화구가 생긴 포보스와 데이모스는 해왕성의 트리톤처럼 화성의 중력에 의해 포획된 소행성일 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 포보스와 데이모스가 정말로 소행성이었다면, 그들은 더 불규칙한 궤도를 가지고 있을 것이다.

포보스와 데이모스는 초기 태양계에서 화성을 도는 거대한 암석과 먼지 원반에서 형성되었을 수 도 있다. 목성, 토성, 천왕성 시스템에 있는 대부분의 위성에서도 같은 일이 일어났다. 그러나 과학자들은 이를 위해서는 크고 거대한 원반이 필요하며 화성 주변에 원반이 존재한다면 작은 달 두 개 대신 큰 달 하나가 형성될 가능성이 더 높다고 말하고 있다.

최근 연구에 따르면 포보스와 데이모스의 궤도는 10억년에서 27억년 전 사이에 교차했을 수 있으며, 이는 그들의 전임자가 거대한 충돌로 인해 부서졌을 가능성이 있는 더 큰 위성임을 시사한다. 이 위성의 잔해는 화성에 떨어졌을 수 있으며, 이는 표면에 있는 여러 분화구를 설명하고 있다.

이 이론은 증명하기 위해 더 많은 데이터가 필요하다. 과학자들은 두 개의 위성을 조사하고 포보스에서 샘플을 가져오는 것을 목표로 하는 일본 우주국의 다가오는 화성 탐사 임무에 기대를 걸고 있다. 두 위성의 기원을 명확히 하는 것은 우리가 태양계의 형성에 대해 더 많이 이해하는 데 도움이 될 것이다.

아사프 홀(Asaph Hall) 미국 천문학자는 1877년에 두 개의 화성 위성을 발견했다. 그는 1877년 8월 12일에 데이모스라는 이름을 붙인 첫 번째 달을 발견했고, 6일 후, 1877년 8월 18일에 그가 본 두 번째 달을 발견했고, 그것을 포보스라고 불렀다.

천문학자들은 17세기, 목성의 자연 위성이 발견된 무렵에 화성에 위성이 있었다고 처음으로 제안했다. 하지만 이것은 계산이 아닌 단순한 실수에서 유래되었다.

프라이버시를 지키기 위해, 갈릴레오 갈릴레이는 요하네스 케플러에게 보낸 편지에서 아나 그램을 사용했다. 갈릴레오는 토성 근처에서 이상한 것을 보았을 때, 케플러에게 "나는 가장 높은 행성이 세쌍둥이라는 것을 관찰했다"는 의미의 아나 그램을 보냈다. 갈릴레오는 토성과 그의 고리(원시 망원경을 통해 그것들이 점처럼 보여서 위성으로 착각한 것)를 의미했다. 그러나 케플러는 자신의 아나 그램을 "화성에 두 개의 위성이 있다"고 해석했는데, 이는 물론 사실이지만 천문학자 중 누구도 이 사실을 알지 못했다.

그 당시 망원경은 화성에서 매우 가까운 궤도를 돌고 있는 작은 화성 위성들을 보여주기에는 너무 약했다. 이 기묘한 우연의 일치 후에, 천문학자들은 화성의 자연 위성을 찾는 동안 2세기가 지났다.

아사프 홀은 그리스 신화 속 쌍둥이인 두려움과 공황의 신 포보스와 공포와 무서움의 신 데이모스의 이름을 따서 화성 위성의 이름을 지었다. 포보스와 데이모스는 그리스의 전쟁의 신 아레스의 아들이었다. 로마인들에게 아레스는 화성(Mars)이라고 알려져 있었다.