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| <colcolor=#fff> 움브리엘 Umbriel | |
| 촬영: Voyager 2 (NASA, 1986) | |
| 발견 일시 | <colbgcolor=#fff,#1c1d1f><colcolor=#000,#ddd> 1851년 10월 24일 |
| 윌리엄 라셀 | |
| 물리적 특징 | |
| 구분 | 대형 위성 |
| 지름 | 1,169.4 km (±5.6 km) |
| 질량 | (1.2885±0.0225)×1021 kg |
| 부피 | 837,300,000 km3 |
| 밀도 | 1.539 g/cm3 |
| 표면적 | 4,296,000 km2 |
| 자전 주기 | 조석 고정 |
| 온도 | 75K(−198.15°C) |
| 표면 중력 | 0.195 m/s2 |
| 탈출 속도 | 0.542 km/s |
| 반사율 | 0.26 (기하학적) |
| 겉보기 등급 | 15.1 |
| 궤도적 특징 | |
| 궤도 장반경 | 266,000 km |
| 궤도 경사각 | 0.128° (천왕성 적도 기준) |
| 이심률 | 0.0039 |
| 공전 주기 | 4.144 일 (4일 3시간 30분경) |
| 공전 속도 | 4.67 km/s |
| 모천체 | 천왕성 |
1. 개요
움브리엘(Umbriel) 또는 천왕성 II은 천왕성의 대형 위성 중 하나이다.2. 특징
아리엘과 함께 1851년 10월 24일 윌리엄 라셀에 의해 발견되었다. 명칭은 알렉산더 포프의 시 머리타래의 겁탈(The Rape of the Lock)에 등장하는 요정의 이름이며, 라틴어로 "그림자"를 뜻하는 "Umbra"와 어감이 비슷한 것이 움브리엘의 어두운 표면과 잘 들어맞는다.대형 위성 중에서 천왕성에서 두번째로 가까운 약 190,000km의 거리에서 공전한다. 이심률과 궤도경사각이 매우 작아 천왕성과 함께 97.8°로 누운 상태이며, 다른 모든 대형 위성들과 마찬가지로 조석 고정 상태이다.
현재로서는 천왕성의 위성들은 궤도 공명을 이루지 않고 있지만 과거 미란다와 5:3 공명을 이뤄 미란다의 내부 열원으로 작용했을 것이다. 또한 티타니아와 4:1 공명을 이뤘을 가능성도 있지만, 천왕성은 목성이나 토성만큼 편평도가 크지 않아 쉽게 공명에서 이탈했을 것이다.
지름은 약 1,157.8(1,162.2×1,155.8×1,155.4)km로 대형 위성 중에서는 작은 편이다. 밀도는 1.52g/cm3로 얼음과 암석이 비슷한 비율로 존재할 것으로 추정된다.
천왕성의 위성 중에 가장 반사율이 높다. 또한 표면 지형과 색이 어떠한 연관성도 보여주지 않는다. 계곡과 크레이터가 같은 색인가 하면, 어떠한 특징도 없는 표면에 갑자기 파란색 점이 있다던지...
아리엘의 표면은 크레이터, 계곡, 평원의 세 지형으로 나눌 수 있다. 크레이터 지형은 아리엘에서 가장 오래된 표면으로, 남극을 중심으로 광범위하게 크레이터가 분포하고, 중위도에 여러 계곡들이 교차한다. 이 계곡들은 위성 내부에서 물이 얼면서 생긴 정단층으로 추정된다. 계곡 지형은 수백km에 달하는 계곡과 산맥으로 이루어져 있으며, 크레이터 지형의 계곡들과 원인은 같지만 다른 반응(취성 변형 등)을 거쳐 형성되었다.
가장 최근에 형성된 지형은 평원으로, 순상 화산과 비슷한 원리로 형성되었다. 이런 영역 중 몇 개는 1억년도 채 되지 않은 것으로 추정되기 때문에 작은 크기와 조석 가열이 없음에도 아리엘에 지질
티타니아, 오베론에 이어 세번째로 큰 위성으로, 태양계에서는 13번째로 큰 위성이다. 1,169.4 km의 지름을 가지고 있고 밀도는 1.54g/cm3이다. 구성은 밀도에서 추정했을 때 60% 정도가 얼음, 나머지 40%는 암석 및 탄소 화합물로 추정된다. 내부 구조가 암석 핵과 얼음 맨틀로 분화되어 있을 수도 있지만, 얼음 표면 아래에 바다가 있을 가능성은 낮다.
궤도 장반경은 266,000 km로 5개의 주 위성들 중 3번째로 멀리 있으며, 4.144일을 주기로 공전 및 자전한다. 이심률과 궤도 경사각이 작기 때문에 거의 원에 가까운 궤도로 천왕성과 함께 97.8° 누워서 공전한다. 움브리엘의 궤도는 천왕성의 자기권 내에 있으며, 움브리엘에 전하가 달라붙기 때문에 공전궤도 주변으로 전하의 밀도가 눈에 띄게 감소한다.
현재 움브리엘은 궤도 공명을 형성하고 있지 않지만, 과거엔 미란다와 3:1 궤도 공명을 형성했을 것으로 생각된다. 이는 미란다의 내부에 열원으로 작용하고 미란다의 이심률을 높였지만 상대적으로 크기가 큰 움브리엘은 거의 영향을 받지 않았을 것이다. 천왕성은 목성에 비해 편평도가 낮고 위성 크기 대비 질량이 작아 쉽게 공명에서 빠져나왔을 것이고, 이후 미란다는 다시 이심률이 줄었을 것이다.
표면은 천왕성의 위성들 중에서도 상당히 어두운 편이며 5개의 주요 위성들 중에서는 가장 어둡다. 또한 오베론에 버금갈 정도로 어마어마하게 많은 수의 크레이터로 뒤덮여 있다. 크레이터가 많을수록 표면이 오래되었다는 뜻이기 때문에, 움브리엘은 최소 후기 대폭격 시절부터 표면이 안정되어 있었을 것이라 생각된다. 지질활동의 흔적은 없으며, 북동쪽에서 남서쪽으로 이어지는 다수의 계곡이 있지만 보이저 2호가 찍어온 사진의 화질이 너무 구려서(...) 공식적으로 존재를 인정받지는 못하고 있다.
움브리엘의 적도에는 밝게 빛나는 운다(Wunda) 크레이터(상단 사진 위쪽의 밝은 점이다.)가 있으며 지름은 약 131 km다. 대체로 어두운 움브리엘의 표면에서 이 크레이터만 밝게 빛나는 이유는 알려지지 않았으며 드라이 아이스로 추정된다.
마지막으로 움브리엘을 방문한 탐사선은 보이저 2호로, 최근접 시에도 거리가 무려 325,000km이 달했기 때문에 가장 화질이 좋은 사진도 1픽셀당 5.2km의 해상도 밖에 되지 않으며, 표면의 40% 정도만이 사진에 담겼고 그마저도 지질도를 작성할 수 있는 표면은 전체 면적의 20%밖에 되지 않는다. 이후 우라누스 오비터 등 천왕성 탐사 계획이 있었으나 전부 지지부진하고, 목성의 중력도움을 이용할 수 있는 다음 기회는 2031년에나 오는데다 도착에만 13년이 걸릴 예정이기 때문에 향후 20년간 더 높은 화질은 얻을 수 없을 것이다.