히말리아군(Himalia group)은 목성 주위를 공전하는 순행(prograde) 불규칙 위성들의 집단으로, 가장 큰 구성원인 히말리아(Himalia)의 이름을 따서 명명되었다. 국제천문연맹(IAU)에서는 순행 운동을 하는 목성의 위성들에 'a'로 끝나는 이름을 부여하는 관례를 적용해 왔으며, 이 관례는 주로 히말리아군 구성원에 적용되었다.
개요
히말리아군은 목성의 다른 위성군과 달리 순행 방향으로 공전하는 것이 특징이다. 구성원들은 공통된 기원을 가질 것으로 추정되며, 과거 소행성대에 있던 하나의 소행성이 분해된 잔해라는 가설이 제기되어 왔다. 궤도 요소의 분산이 통상적인 충돌 분해로 설명하기에는 크다는 점이 지적되면서, 위성 형성 이후의 산란 과정이나 특수한 충돌 조건이 있었을 가능성도 논의되고 있다.
구성원
현재까지 히말리아군의 구성원으로 확인된 위성들은 다음과 같다. 괄호 안은 추정 직경이다.
- 히말리아 (Himalia, 약 139.6 km) – 최대 구성원이자 대표 위성
- 엘라라 (Elara, 약 79.9 km)
- 리시테아 (Lysithea, 약 42.2 km)
- 레다 (Leda, 약 21.5 km)
- 디아 (Dia, 약 4 km)
- 판디아 (Pandia, 약 3 km)
- 에르사 (Ersa, 약 3 km)
- S/2018 J 2 (약 3 km)
- S/2011 J 3 (약 3 km)
- S/2011 J 4 (약 3 km)
- S/2017 J 17 (약 1 km)
궤도 특성
히말리아군의 위성들은 목성으로부터 약 1,115만~1,175만 km의 궤도 긴반지름을 가지며, 궤도 경사는 약 26.6°~28.3°, 궤도 이심률은 0.11~0.25 범위에 분포한다. 모든 구성원이 순행 방향으로 공전한다는 점에서 역행 불규칙 위성군들과 구별된다. 이 궤도 특성은 목성 원시 행성계 원반에서의 가스 저항에 의한 진화를 시사하는 것으로 분석되기도 한다.
물리적 특성
히말리아군의 위성들은 색지수 B-V = 0.66, V-R = 0.36으로 특별히 뚜렷한 색을 나타내지 않으며, C형 소행성과 유사한 중성적인 색을 보인다. 이러한 궤도적 집중과 분광학적 동질성은 이들이 소행성대 바깥쪽에 있던 하나의 소행성에서 분리된 잔해일 가능성을 뒷받침한다. 원형 천체의 반지름은 약 89 km로 추정되며, 히말리아가 원형 천체 질량의 약 87%를 보존하고 있는 것으로 나타나 원형 천체가 크게 분해되지는 않았던 것으로 보인다. 다만 일부 연구에서는 원형 천체가 직경 약 300 km에 달했을 수 있다는 상이한 주장도 제기된 바 있다.
기원
히말리아군의 기원에 관해서는 여러 가설이 제시되어 있다. 주요 가설로는 소행성대의 힐다군(Hilda group) 출신이라는 주장, 니사-폴라나 복합체(Nysa–Polana complex) 출신이라는 주장, 그리고 목성 트로이 소행성과 같은 기원을 가진다는 주장 등이 있다. 수치적분을 통한 연구에서는 히말리아군의 위성들이 태양계 역사 동안 다른 위성들과 잦은 충돌을 겪었을 가능성이 높으며, 특히 히말리아와 엘라라의 경우 평균 충돌 횟수가 약 1.5회에 달하는 것으로 추정되었다. 이에 따라 현재의 위성군 분포가 단일 분해 사건의 결과물이 아니라, 카르메군이나 아난케군 등 다른 위성군과의 충돌 과정을 거친 결과일 수 있다는 주장도 제기되고 있다.
발견 및 연구사
히말리아는 1904년 12월 3일 릭 천문대(Lick Observatory)에서 찰스 딜런 페린(Charles Dillon Perrine)이 발견했다. 20세기 후반까지 목성의 불규칙 위성은 순행 4개(히말리아, 엘라라, 리시테아, 레다)와 역행 4개(파시파에, 카르메, 시노페, 아난케)를 합친 8개만이 알려져 있었다. 이후 새로운 위성들이 추가로 발견되면서 히말리아군의 구성원이 확정되고, 궤도 및 물리적 특성에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 2017년 셰퍼드(Sheppard)가 관측한 두 후보 위성은 2023년 S/2011 J 3과 S/2018 J 2로 공식 보고되어 히말리아군 소속으로 확인되었다.
