토성은 왜 고리가 존재하는 지 그 이유는 무엇인가요?

Question

태양계 행성들 중에서유일하게 토성은 다른 태양계 행성들과 다르게 고리가 존재하는데요왜 토성만 이런 고리가 생긴 건지 과학적 원인이 궁금합니다.

푸른하늘이 · Accepted Answer

안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.행성은 중력을 가지고 있습니다. 토성 주변에는 소행성이 이런 중력과 원심력이 균형을 이루는 곳에 존재 합니다. 이소행성들은 서로를 잡아 당기기에는 질량이 작아서 흩어져 있는것으로 보입니다.

쌈박한오릭스46 · Answer

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 토성의 고리는 수많은 얇은 고리들로 이루어져 있었고, 이 고리들은 레코드판처럼 곱게 나열되어 있다. 토성의 고리는 적도면에 자리 잡고 있으며 토성 표면에서 약 7만~14만km까지 분포하고 있다. 따라서 토성의 고리 너비는 약 7만 km에 이른다. 토성의 고리는 아주 작은 알갱이크기에서 부터 기차만한 크기의 얼음들로 이루어져 있다.많은 천문학자들은 토성이 생성된 뒤 남은 물질이 고리를 이루는 것이라 추측하고 있다. 즉 성운에서 토성이 생성되고, 이와 같은 시기에 고리도 생성되었다는 설이다. 이는 토성의 거대한 고리계를 설명할 수 있으며, 고리의 희박한 밀도 등 여러 가지를 설명할 수 있으나, 어떻게 고리계가 45억년 이상 유지될 수 있었는지 설명하기는 어렵다. 그리고 일부 천문학자들은 토성의 고리에 대하여 토성의 강한 중력을 못 이겨 산산조각이 난 위성의 잔해물이라 주장한다. 즉 위성이나 유성체, 혜성과 같은 천체들이 토성에 가까이 접근 하면 조석력에 의하여 부서지게 되고, 이후 잔해들이 남아 상호 마찰로 인해 더욱 잘게 부서져 고리를 형성한다는 것이다.출처 : 천문우주지식정보 - 토성의 고리

똑똑한저어새12 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.토성의 고리는 크게 두 가지 가설로 설명할 수 있습니다.첫 번째 가설은 혜성이나 소행성의 충돌로 인해 형성되었다는 것입니다. 토성의 중력권에 들어온 혜성이나 소행성이 토성의 위성으로 흡수되거나, 충돌하면서 파편이 되어 고리를 형성했다는 것입니다.두 번째 가설은 토성의 위성이 부서지면서 형성되었다는 것입니다. 토성의 위성이 다른 위성과의 충돌이나, 토성의 자기장에 의해 부서지면서 고리를 형성했다는 것입니다.현재는 두 번째 가설이 더 유력한 것으로 여겨지고 있습니다. 토성의 고리는 주로 얼음과 먼지로 이루어져 있으며, 부서진 위성의 잔해로 추정됩니다. 또한, 토성의 위성 중에는 고리와 같은 물질로 이루어진 위성이 존재하기 때문입니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.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.[27] 변형된 이 이론은 고리가 나중에 거대한 혜성이나 소행성과 충돌하여 위성이 분해된 것이라는 것이다.[28] 두번째 이론은 고리가 위성의 파편이 아닌 대신에, 토성을 형성했던 성운 물질들의 잔재라는 것이다.[출처 필요]좀 더 고전적인 분쇄된 위성 이론은 고리가 미마스보다 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.[29]최근 R. M. 캐넙에 의해 변형된 이 이론은 고리가 토성이 아직 가스 성운에 둘러싸여 있던 형성기에 행성 쪽으로 나선을 그리며 떨어지다 외부층이 벗겨진, 타이탄 크기로 매우 큰 위성의 얼음 맨틀의 잔해의 일부에 해당한다고 한다.[30][31] 이는 고리 내의 암석물질의 부족을 설명할 것이다. 고리는 초기에 지금보다 훨씬 무겁고(~1000배) 넓었을 것이다. 고리의 외곽 부분의 물질은 합쳐져 테티스와 같은 토성의 위성이 되었다. 이러한 대부분의 위성들의 구성 요소 또한 암석물질의 부족을 설명할 수 있다.[31] 증가하고 있는 엔셀라두스의 밀도는 현재 1.61 g/cm3 로, 1.15 g/cm3 인 미마스나 0.97 g/cm3 인 테티스와 비교해보면, 이후 엔셀라두스의 충돌적 또는 저온화산활동적(cryovolcanic) 진화가 위성의 까다로운 얼음 손실로부터 야기되었음을 알 수 있다.[31]

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.1. 천체 충돌: 토성의 고리는 수 많은 작은 얼음 조각과 먼지로 이루어져 있습니다. 이러한 조각들은 토성 주위를 돌면서 고리를 형성하는데, 이는 예로부터 천체 충돌로 인해 형성된 것으로 여겨집니다. 이러한 충돌로 인해 토성의 위성이 파괴되거나 새로운 위성이 형성되지 않고 고리로 남게 되었을 수도 있습니다.2. 중력과 안정성: 토성의 고리는 토성의 중력과 안정성에 의해 유지됩니다. 고리의 입자들은 토성의 중력에 의해 붙잡히고, 동시에 각각의 입자들이 서로 중력적으로 상호작용하여 안정한 고리 형태를 유지합니다.3. 로키-로치 이론: 토성의 고리는 로키-로치 이론에 의해 설명될 수도 있습니다. 이 이론은 토성의 위성 중 가장 큰 위성 중 하나인 타이탄이 토성의 중력과 조리개 효과로 인해 고리를 형성하는 입자들을 유지시키는 것을 설명합니다.

김칠영 박사 · Answer

안녕하세요. 김칠영 과학전문가입니다.고리를 가진 행성은 토성만이 아니라 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 4개라고 합니다. 물론 토성의 고리가 가장 명확히 잘 보이긴 하지만요.주변 소행성이나 혜성, 또는 목성의 위성이 부서지면서 토성의 중력에 의해 고리를 형성했다고 생각하고 있다고 합니다.

사막위의오아시스 · Answer

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.토성 고리는 토성 주위에 위치한 매우 뚜렷한 원 형태의 구조물입니다. 이 고리는 수많은 얼음 조각들로 이루어져 있으며, 폭은 약 20미터에서 1킬로미터 정도입니다. 이 고리는 토성의 중력과 위성들의 작용으로 형성되었으며, 토성의 자기장에 의해 안정적으로 유지됩니다. 토성 고리는 매우 아름다운 모습을 갖고 있으며, 우리에게 많은 과학적인 정보들을 제공합니다. 이 고리는 왜 토성 주위에 형성되었는지 아직 완전히 이해되지 않았지만, 우주 탐사를 통해 그 신비로움을 알아가고 있습니다.감사합니다.

근면한하마253 · Answer

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.위성이나 유성체, 혜성과 같은 천체들이 토성에 가까이 접근 하면 조석력에 의하여 부서지게 되고, 이후 잔해들이 남아 상호 마찰로 인해 더욱 잘게 부서져 고리를 형성한다는 것입니다.

지구과학·천문우주

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