목성 위성이 어떻게 목성 자전보다 공전 빠르나요
목성에 위성 2개는 공전이 목성 자전보다 빠르다던데 왜이렇게 빠른가요 로켓엔진 달렸나요 어떻게 목성보다 훨씬 작은데 공전이 더 빠를까요
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
목성의 위성 중에서 가장 유명한 두 개의 위성은 '이오'와 '유로파'입니다. 이러한 위성이 목성의 자전보다 빠르게 공전하는 이유에는 몇 가지 물리학적 원리와 특성이 관련되어 있습니다:
주요 질량과 중력: 위성이 행성 주위를 공전하는 속도는 그 위성과 행성 간의 중력에 의해 결정됩니다. 이 중력은 행성의 질량과 위성의 질량 간의 상호 작용으로 인한 것입니다. 목성은 태양계에서 가장 대형의 가스 행성 중 하나로 매우 큰 질량을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 대질량의 행성 주위에서 공전하는 위성은 그 큰 중력에 의해 높은 속도로 움직입니다.
궤도 반경: 이오와 유로파는 목성 주위를 상대적으로 근지점에서 공전합니다. 궤도 반경이 짧을수록 공전 속도가 빨라집니다. 즉, 이오와 유로파는 목성에 아주 가까이 있어서 목성 중심까지의 거리가 상대적으로 짧습니다.
자력 작용: 목성과 위성 간의 자력 작용도 공전 속도에 영향을 미칩니다. 목성과 위성 간의 조리합과 자력 작용이 공전 속도를 조절합니다.
따라서 이러한 요소들의 조합으로 인해 이오와 유로파는 목성 주위를 빠르게 공전하는 것입니다. 로켓 엔진과 관련된 것은 아니며, 위성의 궤도 반경과 질량, 그리고 중력과 자력 등의 자연 법칙이 그들의 공전 속도를 결정합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
목성의 위성들이 목성 자전보다 공전이 더 빠른 이유는 천문학적인 현상으로 설명됩니다. 이를 "포흐의 법칙"이라고 합니다.
포흐의 법칙에 따르면, 천체 간의 질량과 공전 반지름 사이에는 관계가 있습니다. 목성은 매우 큰 질량을 가지고 있으며, 따라서 목성의 위성들은 목성 주변을 돌면서 공전하는 동안 목성의 중력에 의해 영향을 받습니다.
위성이 목성으로부터 받는 중력은 위성의 공전 속도를 증가시킵니다. 이로 인해 목성의 위성들은 목성 주변을 더 빠르게 공전하게 되는 것이죠. 이러한 현상으로 인해 목성의 위성들은 목성 자전보다 공전이 더 빠른 것입니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
목성의 자전 주기는 약 9시간 56분입니다. 반면에 목성의 가장 큰 위성인 갈릴레오 위성의 공전 주기는 약 7일 3시간입니다. 이렇게 목성의 위성들이 목성 자체의 자전보다 더 빠르게 공전하는 이유는 목성과 그 위성들은 모두 태양을 중심으로 공전합니다. 목성의 질량이 매우 크기 때문에, 목성의 중력이 위성들에게 작용하여 그들을 목성 주위로 끌어당깁니다. 이로 인해 위성들은 목성 주위를 돌면서 공전하게 됩니다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
목성의 위성 중 공전 속도가 목성의 자전보다 빠른 것은 '메타이스(Metis)'와 '아드라스테아(Adrastea)'입니다. 이들은 내부 가로자기 방식으로 알려진 특별한 형태의 공전을 합니다. 이러한 현상은 로켓 엔진이나 그 외의 어떤 추진력에 의해 발생하는 것이 아니라, 단순히 중력과 각운동량 보존 법칙에 의해 발생합니다.
가로자기 방식에서는 위성이 본체(여기서는 목성) 근처에서 매우 빠르게 회전하며, 이 회전 속도는 본체의 자전 속도보다 빠릅니다. 이것은 지구와 달 사이에서는 일어나지 않습니다. 왜냐하면 달은 지구를 한 바퀴 돌 때 지구가 자신을 한 바퀴 도는 시간보다 훨씬 오래 걸리기 때문입니다.
하지만 메타이스와 아드라스테아 같은 내부 가로자기 위성들은 목성에 상대적으로 매우 가깝게 위치해 있습니다. 그 결과로 그들의 공전 주기(목성 주위를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간)가 목성의 자전 주기보다 짧아집니다.
따라서, 위성들이 로켓 엔진을 탑재하고 있거나 특별한 에너지를 가지고 있는 것이 아닙니다. 그저 그들이 목성에 상대적으로 가깝게 위치해 있어서 발생하는 현상일 뿐입니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
자전속도는 위성의 고유특성입니다.
이에 어떤 외부적 영향이라고 하기보단 목성위성의 개별적 특성입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
목성의 위성 중 이오와 유로파는 목성의 자전보다 공전주기가 짧습니다. 이오의 공전 주기는 1.77일, 유로파의 공전 주기는 3.55일로, 목성의 자전 주기인 9.925일보다 짧습니다. 이러한 현상은 라플라스 공명으로 설명할 수 있습니다. 라플라스 공명은 세 개의 천체가 서로의 중력에 의해 공전 주기가 특정한 비율로 공명하는 현상을 말합니다. 이오, 유로파, 가니메데는 서로 라플라스 공명을 이루고 있습니다. 이오의 공전 주기는 유로파의 공전 주기의 두 배, 가니메데의 공전 주기의 네 배입니다. 즉, 이오는 유로파와 가니메데의 중력에 의해 공전 속도가 가속되고 있습니다. 이오, 유로파, 가니메데는 목성의 중력에 의해 공전하고 있지만, 서로의 중력에 의해 공전 속도가 변하고 있습니다. 이로 인해 이오와 유로파의 공전 주기가 목성의 자전 주기보다 짧아지는 것입니다.