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소행성 류구 표면은 커피 알갱이 비슷

등록 :2020-03-20 12:36수정 :2020-03-20 13:30

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다공성 물질로 표면 덮여 있어
“동결건조 커피와 같은 질감”
지금 모습 갖춘 건 900만년 전
하야부사2호, 올해말 지구 귀환
소행성 류구의 표면. JAXA 제공
소행성 류구의 표면. JAXA 제공

지난해 일본 소행성탐사선 하야부사2호가 방문한 류구(용궁이라는 뜻) 소행성은 응집력이 약한 물질들로 이뤄진 다공질 천체로 분석됐다. 또 류구가 지금의 모습을 갖춘 것은 900만년 전으로 추정됐다.

일본 우주항공연구개발기구(JAXA), 고베대 등의 일본 과학자들은 최근 과학저널 <네이처>와 <사이언스>에 잇따라 이런 내용의 분석 결과를 발표했다. 지구와 화성 사이를 도는 류구는 탄소 성분의 C형 소행성으로, 지름이 850미터에 불과하다. 태양계 소행성의 4분의3을 차지하는 이런 소행성에는 태양계 초기의 물질들이 그대로 남아 있을 것으로 추정돼, 태양계 형성의 비밀을 들여다볼 수 있는 우주의 화석으로 불리기도 한다.

열 적외선으로 본 류구의 표면 온도 분포(절대온도 기준). 푸른색 지역은 섭시 27도, 노란색 지역은 섭씨 57도, 빨간색 계열 지역은 섭씨 87도다. 작사 제공
열 적외선으로 본 류구의 표면 온도 분포(절대온도 기준). 푸른색 지역은 섭시 27도, 노란색 지역은 섭씨 57도, 빨간색 계열 지역은 섭씨 87도다. 작사 제공

우선 <네이처>에 발표된 열 적외선 촬영 이미지 분석 결과를 보면 류구는 `50% 다공질' 천체다. 구멍에 해당하는 면적이 표면 전체의 50%에 이른다는 뜻이다. 작사의 오카다 다츠아키 박사는 이와 같은 류구 표면의 질감을 "동결 건조 커피와 같다"고 표현했다. 지구와 같은 암석 행성은 태양계 초기에 우주먼지들이 모여 형성된 것으로 과학자들은 본다. 그러나 아주 미세한 입자들이 어떻게 단단한 암석 행성을 형성해가는지에 관한 과정은 아직 밝혀내지 못했다. 작사 연구진은 류구와 같은 다공질 소행성이 우주 먼지가 거대한 천체로 진화해가는 과정의 중간단계에 있는 천체일 수 있다고 해석했다.

하야부사2호가 만든 류구의 인공분화구. 빨간 점선인 원래 분화구이고 까만 점선은 날아간 물질이 쌓인 지역까지 합친 것이다. 사이언스 제공
하야부사2호가 만든 류구의 인공분화구. 빨간 점선인 원래 분화구이고 까만 점선은 날아간 물질이 쌓인 지역까지 합친 것이다. 사이언스 제공

연구진은 또 탐사선 하야부사2호가 지난해 4월 류구 표면에 구리 탄환을 발사해 인공분화구를 만드는 과정에서 보내온 사진 자료를 분석해 류구 표면의 형성 연대를 추정했다. 연구진이 19일 과학저널 <사이언스>에 게재한 분석 논문에 따르면 당시 류구에 만들어진 인공 분화구는 지름 14.5미터, 깊이 2.3미터였다. 충돌로 인해 생긴 주변 퇴적물까지 포함하면 분화구 지름은 17미터에 이른다.

분화구의 수와 크기는 소행성의 나이를 추정하는 주요한 근거가 된다. 연구진은 사진들을 분석한 결과 류구의 표면 물질은 응집력이 약해 암석보다는 모래와 비슷하다고 밝혔다. 연구진은 이를 토대로 소행성 표면의 형성 시기를 900만년 전으로 추정했다.

연구진은 "분화구가 예상보다 너무 커서 놀랐다"며 "지구상에서 비슷한 방식으로 만들 경우 생기는 분화구의 약 7배"라고 밝혔다. 연구를 이끈 고베대 아라카와 마사히코 박사는 "류구는 태양계 초기인 46억년 전의 물질들로 이뤄져 있지만 약 1천만년 전에 다른 소행성 파편과 합쳐진 것으로 보인다"고 말했다.

하야부사2호는 2018년 6월 류구 소행성 궤도에 도착해 2019년 11월까지 두차례에 걸쳐 류구 표면의 표본을 수집했다. 하야부사2호는 이 표본을 갖고 지난해 12월 류구를 출발해 지구로 돌아오고 있다. 올해 말 지구에 도착할 예정이다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr, ▶곽노필의 미래창 바로가기

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