美-日 연구진 앞다퉈 소행성 베누, 류구 분석논문 발표

중생대 백악기 말 지구를 지배하던 공룡들은 단 한 번의 소행성 충돌로 순식간에 사라져버렸다. 이 때문에 SF영화 ‘아마겟돈’이나 ‘딥 임팩트’에서도 소행성 충돌로 인한 인류의 공포를 그리고 있다. 실제로 미국과 러시아 과학자들은 지구와 충돌 가능성이 큰 소행성을 파괴하는 방법을 연구하고 있다.

이런 가운데 일본과 미국 과학자들이 탐사선을 띄워 관찰한 소행성의 기원과 형태, 성분 등을 정밀 조사한 논문이 20일 한꺼번에 쏟아져 나와 주목받고 있다.

미국항공우주국(NASA)은 2016년 발사한 소행성 탐사선 ‘오리시스-렉스’가 관측한 소행성 ‘베누’를 관찰한 연구결과를 ‘네이처’와 ‘네이처 천문학’ ‘네이처 지구과학’ ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 7편의 논문을 발표했다.

일본우주항공연구개발기구(JAXA)도 2014년에 자신들이 발사한 소행성 탐사선 ‘하야부사2’가 지난 2월 22일 지구에서 약 3억㎞ 떨어진 소행성 ‘류구’에 착륙해 관측한 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 3편의 논문으로 발표했다. 이처럼 비슷한 주제의 연구에 대해 한꺼번에 10편의 논문이 같은 날 발표된 것은 이례적인 일로 소행성에 관한 연구자들의 관심을 반영한 것이라고 할 수 있을 것이다. 특히 하야부사 연구에는 서울대 자연대 물리천문학부(천문학 전공) 마사테루 이시구로 교수도 저자로 참여했다.이번에 관측한 류구는 폭이 900m, 베누는 폭이 500m 정도 되는 소행성이다. 과학자들이 이들 소행성에 관심을 갖는 것은 소행성 물질을 채취해 태양계와 생명체 탄생의 비밀을 풀기 위해서이고 또 하나는 지구와의 충돌 가능성 여부를 파악하기 위한 것이다.

우선 일본 연구진이 류구의 질량과 모양, 밀도를 관찰한 결과 소행성 류구는 다공성 물질들로 구성된 잡석 무더기들이 모여 만들어진 것으로 추정되고 있다. 소행성의 밀도 자체가 무척 낮기 때문에 이는 다공성 암석들이 느슨하게 모여있는 잡석들로 이뤄져 있다고 봐야 한다는 것이다. 또 가운데 불룩하게 솟아오른 것은 류구가 생성 당시 빠르게 회전했기 때문으로 결론 지었다.연구팀은 하야부사2호에 실린 근적외선 분광계를 이용해 표면 구성성분을 조사한 결과 소행성의 어두운 표면에 물이 있는 광물들이 산재해 있다는 것을 확인했다. 그렇지만 류구를 구성하고 있는 물질들이 열이나 충격에 의해 변성된 탄소질 콘크라이트 운석과 유사한 만큼 물의 존재 가능성은 있지만 물이 많았을 것으로 보기는 어렵다는 것이다. 이 때문에 류구가 떨어져 나온 모체 행성에도 물은 적을 것으로 연구진은 예상했다.

나사측이 관측한 소행성 베누의 경우 역시 예상보다 큰 바위들이 불규칙하게 결합돼 있는 형태를 보이고 있는 것으로 분석됐다. 류구와 마찬가지로 잡석 덩어리들이 모여있는 형태라고 설명된다. 표면을 구성하고 있는 바위는 크기가 1m 이상 되는 것은 물론 10m가 넘는 것도 200여개 발견됐고 높이 30m, 길이 58m에 이르는 거대바위도 관찰됐다.

베누의 표면은 이전에 관측했던 것과 마찬가지로 수분과 휘발성 물질이 풍부한 것으로 조사됐다. 또 지금까지 추정된 것보다 훨씬 오래 전인 1억~10억 년 전에 소행성대(帶)에서 형성됐고 떨어져 나오는 과정에서 다른 소행성들의 잔해와 뭉쳐져 회전하는 과정을 거쳐 만들어 진 것으로 보인다.오리시스-렉스 프로젝트 수석과학자인 미국 애리조나대 달·행성 연구소 단테 로레타 교수는 “오시리스-렉스를 베누 표면으로 내려보내기 전에 표본을 채취할 후보 지역의 안전성을 철저한 평가가 필요한 상황이 됐다”라며 “우리 예측과 달리 잡석 덩어리들이 불균일하게 배치돼 있는 것으로 분석된 만큼 오리시스-렉스가 안전하게 표본채취를 할 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.

류구 분석에 참여한 마사테루 이시구로 서울대 교수는 “류구와 같은 소행성은 생명의 근원이 되는 물이나 유기물 함량이 높은 것으로 알려져 있지만 지구상 물질에 의해 오염됐을 가능성도 높다”라며 “탐사를 통해 생명체의 기원이 된 물과 유기물의 특징을 밝히고 지구상에 있는 것들과 비교함으로써 우주생성의 비밀을 풀어낼 수 있을 것”이라고 설명했다.

한편 19일 한국천문연구원도 2017년 12월 중순 40년만에 지구에 가장 근접했던 소행성 ‘파에톤’의 표면과 3차원(3D) 형상 분석결과를 발표했다. 연구팀은 천문연 산하 부현산천문대 1.8m, 소백산천문대 0.6m, 레몬산천문대 1m, 충북대천문대 0.6m, 우주물체 전자광학 감시네트워크 0.5m 망원경과 우주베키스탄, 카자흐스탄 천문대까지 동원해 자료를 분석했다. 그 결과 파에톤 표면은 화학적으로 균질하고 3.604시간에 한 번 시계방향으로 자전한다는 사실을 밝혀냈다. 파에톤 역시 류구처럼 적도지역이 불룩하게 튀어나온 다이아몬드와 유사한 모양을 갖는 것으로 조사됐다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr