미마스(Mimas)는 토성의 위성으로, 그리스 신화에 나오는 가이아의 아들 미마스에서 이름을 따왔다. 다른 이름으로 토성 I(Saturn I)이라고도 부른다.
발견 미마스는 1789년 9월 17일, 영국의 천문학자 윌리엄 허셜(William Herschel)에 의해 발견되었다. 허셜은 당시 토성의 고리와 위성들을 관측하던 중 미마스를 발견했으며, 이는 그가 발견한 토성의 일곱 번째 위성 중 하나였다. 미마스를 포함한 토성의 7개 위성 이름은 윌리엄 허셜의 아들인 존 허셜(John Herschel)이 1847년 저서에서 신화 속 거신족(기간테스)의 이름을 따서 명명하였다. 그 이유는 신화에서 거신족의 수장이 크로노스(로마 신화의 사투르누스, 즉 토성)였기 때문이다.
물리적 특징 미마스는 자체 중력으로 구형 외관을 유지하고 있는 천체들 중 가장 크기가 작은 천체로 알려져 있다. 평균 반지름은 약 198.2km이며, 지름은 약 396km이다. 평균 밀도는 약 1.15g/cm³로, 이는 미마스의 내부가 대부분 물의 얼음으로 구성되어 있으며 소량의 암석만 포함하고 있음을 나타낸다. 토성의 기조력(조석력)으로 인해 미마스는 완전한 구체가 아니며, 긴 쪽의 지름이 짧은 쪽보다 약 10% 더 큰 회전 타원체 형태를 띤다.
미마스 표면에서 가장 두드러지는 특징은 지름 약 130km에 달하는 허셜 충돌구(Herschel Crater)이다. 이 충돌구의 지름은 미마스 전체 지름의 약 3분의 1에 해당하며, 평균 깊이는 약 5km, 가장 깊은 곳은 10km에 이른다. 충돌구 중앙부에는 높이 약 6km의 중앙 봉우리가 솟아 있다. 이 충돌구를 생성한 충격이 조금만 더 강했더라면 미마스는 산산조각 났을 것으로 추정된다. 허셜 충돌구의 대척점(반대편 지점) 부근에서는 당시 충격파로 인해 생성된 파편 지형이 발견된다.
미마스의 표면은 심하게 크레이터(충돌구)로 덮여 있으며, 최근의 지질 활동 흔적은 거의 나타나지 않는다. 표면 온도는 약 64K(약 -209°C)로 매우 낮다.
내부 바다의 존재 오랫동안 미마스는 지질학적으로 죽은(비활성) 천체로 간주되었으나, 카시니-하위헌스 호의 탐사 데이터 분석 결과 미마스의 궤도 불규칙성은 지표면 아래에 액체 상태의 물로 이루어진 지하 바다(내부 해양)가 존재할 가능성을 시사한다. 2024년 《네이처(Nature)》에 게재된 연구에 따르면, 미마스는 두께 약 24~31km의 얼음층 아래에 젊은(약 2,500만 년 전 형성된) 지하 바다를 가지고 있을 수 있다.
토성의 고리와의 관계 미마스는 토성 고리의 카시니 간극(Cassini Division, A고리와 B고리 사이)에 있는 물질들을 청소하는 양치기 위성 역할을 한다. 카시니 간극 안쪽 물질들은 미마스와 2:1 궤도 공명 관계에 있어, 미마스가 토성을 한 바퀴 도는 동안 해당 물질들은 두 바퀴를 돈다. 미마스의 지속적인 중력 섭동으로 인해 이 물질들은 간극 바깥쪽으로 밀려난다. 또한 미마스는 B고리와 C고리 중간 지대와 1:3, F고리의 양치기 위성 판도라와 3:2, G고리와 7:6의 공명 비율을 보인다.
탐사 역사
- 파이어니어 11호: 1979년 9월 1일, 약 104,263km 거리에서 미마스를 탐사하였다.
- 보이저 1호·2호: 1980년대 초반 미마스를 촬영하였으며, 이 이미지에서 허셜 충돌구가 영화 《스타워즈》의 데스 스타(Death Star)와 유사한 외형을 보여 큰 주목을 받았다.
- 카시니-하위헌스 호: 2004년부터 2017년까지 토성 계를 탐사하며 미마스를 여러 차례 촬영하였다. 가장 가까이 접근한 것은 2010년 2월 13일로, 약 9,500km 거리까지 근접하였다.
별칭 미마스는 표면의 거대한 허셜 충돌구로 인해 영화 《스타워즈》에 등장하는 가상의 우주 정거장인 '데스 스타(Death Star)'와 닮았다고 알려져 있으며, 이에 따라 '죽음의 별'이라는 별칭으로도 불린다.
