하우메아 : 타원형의 왜행성에 아름다운 고리

하우메아(136108 Haumea)는 준행성이며, 태양계 외곽 천체의 하위 그룹인 명왕성형 천체 중 하나입니다. 길쭉한 형태를 가진 것으로 알려져 있습니다. 스페인 시에라네바다 천문데에서 호세 루이스 오르티스 등의 그룹이 발견해 2005년 7월 29일  발표했습니다. 가부호는 2003 EL61입니다.

2008년 9월 17일 국제천문연맹(IAU)에 준행성으로 인정받았습니다. 같은 해 7월 마케마케에 이어 준행성으로는 5번째, 명왕성형 천체로는 4번째입니다.

발견

오르티스 등의 그룹이 2003년에 관측한 것을 2005년에 재분석한 결과 발견되었습니다. 한편, 캘리포니아 공과대학의 마이클 브라운 등의 그룹도 2004년 5월 6일 관측을 바탕으로 12월 28일에 이 천체를 발견해 9월 국제회의에서 발표할 예정이었습니다. 소행성센터는 최초 보고자를 발견자로 하는 원칙에 따라 오르티스 등의 발견으로 등록했다고 합니다.

브라운은 당초 이 발견의 공을 오르티스 등에게 돌리는 것을 지지했으나, 오르티스 등의 발표는 브라운의 공동 연구진의 9월 강연 제목이 공개된 직후였고, 그 제목에는 천체의 가칭 'K40506A'가 포함돼 있었습니다. 이를 수상히 여긴 브라운은 조사를 했고, 그 결과 'K40506A'를 구글에 검색하면 그들이 관측에 사용한 CTIO/SMARTS 망원경의 관측 기록에 오르티스의 연구기관이 반복적으로 접근하고 있다는 사실도 밝혀졌습니다. 따라서 브라운은 오르티스의 발견이 부정한 것이거나, 설령 독자적으로 천체를 발견한 후 우연히 브라운 등의 관측 기록에 접근하게 되었다고 하더라도, 발표 당시 이를 숨긴 것은 연구 윤리에 어긋난다고 주장했습니다. 

또한 브라운은 이 조사 과정에서 자신들이 발견했지만 미발표한 2003 UB313(에리스)과 2005 FY9(마케마케)의 관측 기록도 외부에서 접근이 가능하다는 사실을 알게 되었고, 하우메아와 같은 사태를 막기 위해 급히 오르티스 등의 발견 발표 다음날, 그 발견을 발표하였다고 합니다. 

 

명칭의 부여

2006년 9월 8일 명왕성, 에리스, 마케마케와 함께 소행성 번호가 부여되어 하우메아는 136108번이 되었습니다. 또한 명왕성형 천체로 인정받음과 동시에 하와이 제도의 풍요의 여신 하우메아의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 이름을 제안한 것은 브라운의 공동 연구자인 데이비드 라비노위츠로, 하우메아가 많은 자식을 낳은 것과 2003 EL61이 아마도 천체 충돌로 인해 2개의 위성과 많은 하우메아족 소행성을 낳은 것에 기인합니다. 

 

모양과 크기

오르티스 등의 발표에서 이 천체는 명왕성의 두 배 크기라고 했습니다만 그 당시 이미 브라운 등에 의해 위성 관측을 통한 정확한 질량이 측정되어 뒤늦게 발표되었습니다. 그 질량은 명왕성의 32%이며, 같은 밀도와 구형을 가정하면 크기는 명왕성의 68%가 됩니다. 그러나 하우메아의 알베도(반사율)는 알 수 없으므로 정확한 크기는 알 수 없습니다. 변광주기 등으로 보아 3축 불평등 타원체로 추정되며, 장축의 길이는 명왕성과 비슷할 것으로 추정되며, 2017년 스페인 안달루시아 천문 연구소의 오르티스와 산토스-산즈 등이 네이처지에 발표한 관측 결과에 따르면 장축은 최소 2,300㎞ 이상에 달할 것으로 예상됩니다. 

위성을 가지고 있어 질량 측정이 가능하며, 대략 4 × 1021 ㎏(명왕성의 3분의 1)으로 계산되고 있습니다. 준행성의 조건 중 하나인 '중력 평형 형상에 도달할 수 있는 충분한 질량을 가지고 있음에도 불구하고 구형이 아닌 것은 자전 주기가 4시간 미만으로 이 크기의 천체로는 매우 짧기 때뭉입니다. 하우메아의 자전 주기가 빠른 것은 한때 대규모 충돌을 경험했기 때문에 두 개의 위성도 그때 만들어졌을 것으로 추정됩니다.

이 추정치가 맞다면 하우메아는 태양계 외곽 천체 중 가장 큰 부류에 속합니다. 세도나, 오르쿠스, 콰오르 보다 크고, 명왕성, 에리스에 이어 세 번째로 큰 천체가 됩니다. 

 

궤도

하우메아는 행왕성과 궤도 공명 관계가 없기 때문에 큐비아와노족으로 분류되지만, 큰 이심률과 궤도 경사각을 가지고 있습니다. 이는 해왕성에 의해 궤도가 흩어졌기 때문입니다. 

발견 당시 태양으로부터 약 51 au 거리에 있으며 궤도가 타원형이기 때문에 근일점 거리는 35 au 로 추정됩니다. 공전면은  다른 행성에 비해 약 28도 정도 기울어져 있고, 공전 속도가 느려 발견이 늦어졌습니다. 

 

표면

쌍둥이 자리 천문대에서 수행한 분광 분석에 따르면 천체 표면에는 물의 얼음이 존재한다고 합니다. 이는 명왕성의 위성 카론에서도 볼 수 있는 성질입니다.

 

위성

2005년 1월부터 6월까지 W. M. 켁 천문대에서 관측을 통해 2003 EL61(하우메아)의 위성 2개가 발견되었는데, 첫 번째 위성은 같은 해 7월 29일 모천체와 동시에, 두 번째 위성은 11월 29일에 발표되었습니다. 질량은 각각 하우메아의 약 1%, dir 0.2%로 추정됩니다. 캘리포니아 공대에서는 산타클로스의 순록을 끄는 순록의 이름을 따서 1월 위성을 루돌프, 2호 위성을 브리첸이라는 애칭으로 불립니다.

2008년 9월, 제1위성은 '히아카', 제2위성은 '나마카'로 명명됐습니다. 모두 하우메아의 딸에서 따온 것입니다. 

고리

2017년 , 준행성으로는 처음으로 고리가 발견되었다고 보고 되었습니다. 이는 하우메아가 먼 거리에 있는 별을 가리는 모습을 관측하던 중 가리기 직전에 별의 빛이 어두워지는 모습이 관측되면서 고리의 존재가 확인된 것입니다. 고리는 하우메아 상공 1,000㎞의 궤도에 70㎞ 정도의 폭으로 펼쳐져 있는 것으로 알려져 있습니다. 라비노비츠는 멀지 않은 옛날, 수억 년 전부터 10억 년 전에 천체가 하우메아에 충돌한 결과로 생겨난 것으로 보고 있습니다.