태양 빛에 가려서 보이지 않는 소혹성. 지구충돌 위험은?

 

태양 빛에 가려서 보이지 않는 소혹성. 지구충돌 위험은?

 

 

 

미국 캘리포니아주에 있는 파로마 천문대이다. 구경 1.22m의 망원경에 붙인 소천관측시설(掃天観測施設)ZTF의 6억 500만화소의 필드카메라는 매일 밤 전천을 관측하고 있다. 최근 이 장치를 사용한 관측에 따라 항상 금성궤도의 내측을 돌고 있는 소혹성이 처음으로 발견되었다.

태양계의 중심을 스쳐서 태양의 빛에 숨어 때로는 지구 등의 암석혹성에 접근하는 불가사의한 소혹성이 있다. 그 중에서도 가장 잘 알려진 것이 2년 전에 발견된 소혹성 <아이로책님(ꞌAylóꞌchaxnim）>이다. 미국 캘리포니아주의 선주민 파우마(Pauma)의 사람들의 말로 <금성의 여자 아이>를 의미하는 이름이다.

아이로책님은 지금까지 알려진 것 가운데 유일하고 항상 금성의 공전궤도보다 내측에 있는 소혹성이다. 지구로부터 매우 보기 어려운 위치에 있어서 지구상의 생명을 위협할 가능성이 있다.(참고기사=<소혹성 벤누, 지구에 충돌하는 확률이 상승, 왜?>)

 

천문학자는 지구의 공전궤도보다 외측에 있는 위험한 소혹성은 거의 발견되었다고 생각하고 있다. 그러나 지구 궤도의 내측에 있는 소혹성을 발견하는 것은 어렵다. 이러한 소혹성은 지구로부터 보았을 때에 태양의 빛 속에 있어서 망원경으로 볼 수 없기 때문이다. 그래도 근년 천문학자들은 태양의 지평선의 바로 아래에 있는 타이밍에 소혹성의 희미한 빛을 찾아내는 데에 성공하기 시작하였다.ㅡ(참고기사=<태양계 지구주변은 소혹성으로 혼잡>)

지구에 가까운 궤도를 도는 <지구근방소혹성>의 다수는 내부태양계(지구나 화성이라는 암석혹성이 있는 태양에 가까운 지역)에서는 오래 살 수 없다. 혹성과 충돌하거나 작열하는 태양의 희생이 되거나 외측으로 튕겨 날아가거나 하는 운명에 있기 때문이다. 그러나 거의 연구되고 있지 않는 이 소혹성군 중에는 위험한 것도 있을는지 모른다.(참고기사=<지구를 스치는 소혹성 2011MD>)

<이러한 소혹성은 거의의 시간을 지구 궤도보다 내측에서 지내는데 지구궤도를 가로지르는 경우도 있다. 그 때가 위험하다>고 미국 카네기과학연구소의 천문학자 스코트 세파드 씨는 설명한다. <소혹성은 태양의 방향에서 오므로 지구에서 그 접근하는 것을 볼 수 없다.> 세파드 씨는 7월 21일 부 학술지 『사이언스』에 이들 소혹성에 대하여 논문을 발표하였다.

 

박병시(薄明時)의 소혹성 찾기

　

이들 소혹성은 혹성궤도와의 위치 관계에 따라 분류된다. 항상 지구궤도의 내측을 도는 소혹성은 <아티라군(Atira group)>이라 불리고 그 중 금성궤도의 내측을 도는 것은 <바티라군(Vatira group)>이라 부르는 것이 제안되어 있다. 이론적으로는 항상 수성궤도의 내측을 도는 소혹성도 존재하고 있을 가능성이 있고 여기는 <벌칸군(Vulcanoid asteroid)=수성의 내측의 안정한 지대를 공전하는 가상적인 소혹성군.>이라는 이름이 제안되고 있다.

지구궤도의 내측을 도는 소혹성을 발견하여 연구하기 위해서는 통상과는 다른 방법을 취하지 않으면 안 된다. 지구궤도의 외측을 도는 소혹성을 찾는다면 밤하늘의 가장 어두운 부분에 망원경을 향하면 좋은데 내측을 도는 소혹성을 찾는 경우는 새벽이나 저녁때에 태양이 숨어있는 지평선 바로 위에 망원경을 향한다. 망원경은 10분- 20분간 박명을 보고 태양의 빛을 반사하는 작은 움직이는 점을 찾는다.　

<태양 가까운 소혹성을 관측하기 위해서는 여러 가지 조건을 채우고 있을 필요가 있고 매우 어렵다.>고 세파드씨는 말한다. <관측은 태양이 지평선의 아래에 있을 때에 행하지 않으면 안 되는데 이 때의 하늘은 매우 밝다. 또 지평선의 바로 위에 망원경을 향하게 되므로 보통 때보다 많은 대기의 가운데를 통하여 온 빛을 보는 것이 된다.>

대기는 화상을 흐리게 하므로 소혹성의 희미한 비춤을 해상하기는 통상보다도 곤란하다. 다시 날씨가 나쁘면 순간의 관측의 기회는 곧 사라지고 만다.

그래도 천문학자들은 2개의 망원경을 구사하여 소혹성을 찾고 있다. 세파드 씨의 팀은 칠레의 세로 도로로 범미천문대의 다크에너지 카메라를, 다시 1팀은 미국의 파로마 천문대에 있는 소천관측시설 ZTF를 쓰고 있다. 칠레의 망원경의 구경은 4m로 ZTF의 구경 1.22m의 망원경보다 크기 때문에 보다 어두운 천체를 발견할 수가 있는데 시야는 좁아진다. 한편 ZTF의 망원경은 매일 밤 전 하늘을 관측하고 있으므로 밝기가 변동하는 천체를 찾기 쉽다.

<훌륭한 관측 장치이다.>고 ZTF팀의 멤버인 미국 캘리포니아공과대학의 조니 헤로우 씨는 말한다. <하룻밤의 관측으로 수만에서 10만의 알라트(alert= <경보>나 <경계태서> 혹은 <유단 없이 주의한다.> 등의 여러 가지를 가리키는 의미로 쓰인다.)가 나온다.>고 말한다. <시야가 매우 넓기 때문에 천후나 대기의 조건이 좋으면 박명의 20분간에 꽤 넓은 범위의 하늘을 관측할 수 있다.>

 

기록을 깬 소혹성

 

ZTF는 지금까지 지구궤도의 내측을 도는 아티라군 소혹성을 몇 개 발견하고 있다. 지구 궤도를 가로지르는 소혹성도 1주간에 1개 정도의 베이스로 발견하고 있다. 그 중에는 달보다도 가까이까지 접근해오는 소혹성도 있는데 심각한 걱정을 안길 정도의 크기나 거리는 아니다.

지구근방소혹성의 거의는 직경이 수십m에서 100m까지의 크기이다. 2013년에 러시아 채랴빈스크 상공에서 폭발하여 창문 유리를 가루로 만들거나 건물에 피해를 주기도 한 직경 20m약의 운석에서 1908년에 러시아의 싱쿠스카 상공에서 폭발하여 2,150 평방 Km의 수목을 눕힌 운석까지의 사이즈가 많다고 헤로우 씨는 말한다.(참고기사=<러시아 운석 낙하 부상 에는 과거에도>)

ZTF를 쓴 박명시의 관측으로 발견한 가장 중요한 소혹성은 최초의 바티라군 소혹성인 <아이로채님（ꞌAylóꞌchaxnim）>이다.

2020년 초두에 발견된 아이로채님의 직경dms 1.5Km로 혹성에 충돌한다면 꽤 타격이 클 크기이다. 그래서 천문학자는 아마도 실제로 혹성에 충돌할 것이라고 예상하고 있다.

지구근방소혹성의 기원과 운명을 연구하고 있는 미국 워싱턴대학의 사라 크린스도리도 씨는 아이로채님이 금후 어떻게 될 것인지를 예상했다.

가장 가능성이 높은 시나리오에 따르면 아이로채님은 수백만 년 후에 금성에 충돌할 것이라고 한다. 태양의 둘레를 빙빙 돌고 있는 중에 수성의 중력과 태양의 빛에 의하여 궤도가 흔들려 외측으로 튀어나와 마침내 금성에 추돌하고 만다고 한다.

세파드 씨 등이 발견한 소혹성 <2021 PH27>도 장래 금성과 충돌할 가능성이 있다. 이 소혹성의 직경은 1Km이하로 기지의 어느 소혹성보다도 태양과 가까운 곳을 돌고 있다. 궤도는 매우 가늘고 길며 수성궤도의 내측에 들어가는 일도 있는데 금성궤도의 외측으로 나오는 일도 있기 때문에 아티라군 소혹성이라 한다.

아이로채님과 동양 2021 PH27의 궤도도 수성이나 금성과의 중력상호작용 등으로 인하여 흔들리고 있다. 세파드 씨의 예상에 따르면 2021 PH27은 약 1,000년 후에 금성에 접근하거나 그 상호작용에 의하여 소혹성의 궤도가 어떻게 변화할는지는 모른다고 한다.

<지구근방소혹성의 움직임은 혼란하다.>고 크린스토리도 씨는 말한다. <종종 두들겨 맞거나 튕기고 있다.>

 

희미한 빛을 계속 찾아서

 

이 복잡함은 과학자가 지구근방소혹성을 연구하는 것이 중요하다고 생각하는 이유의 하나가 되고 있다. 그러나 이들 소혹성이 원래 어떻게 해서 태양의 가까이에 있는지를 이해하는 것도 중요하다.

바늘에 실을 꿰듯이 많은 과학자는 지구근방소혹성은 화성과 목성 사이에 있는 소혹성대에서 탄생했다고 생각하고 있다. 그러나 소혹성대를 떠난 소혹성이 태양 가까이 안착하는 것은 용이하지 않다.

크린스도리도 씨는 <소혹성이 여기에 도달하기 위해서는 우연의 상호작용이 몇 개나 겹칠 필요가 있다.>고 말한다. <긴 여행이다.>

목성과의 중력상호작용은 소혹성을 내측에도 외측에도 밀어낼 가능성이 있다. 내측으로 밀려난 소혹성이 화성에 접근하여 소용돌이 모양으로 태양에 접근해가는 궤도에 들어갈 가능성이 있는데 그 가능성은 매우 낮다고 생각되고 있다.

세파드 씨는 <화성과의 상호 작용에서는 기본적으로는 외측으로 내밀린다. 거기서 다시 목성과 상호작용하면 게임은 끝이다. 태양계에서 밀려나가거나 어느 혹성과 충돌하게 될 것이다.>고 한다.

그러나 이들 지구근방소혹성이 아직 누구도 본 일이 없는 발칸군에 유래하고 있는 것이 아닌 한 그 모두가 바늘에 실을 꿰는 듯한 있을 수도 없는 절묘한 경로로 여기에 온 것이 된다. 소혹성이 지구에 가져올는지 모르는 위험을 정량화하기 위해서는 그 중의 몇 개가 소혹성대에서의 여행을 살려왔는지를 이해할 필요가 있다.

과학자들은 지구궤도를 가로 지르는 소혹성 중 하나의 대륙을 괴멸시킬 가능성이 있는 직경 1Km이상의 것은 24개보다도 적을 것이라고 말한다. 금성궤도의 내측을 같은 정도의 크기의 소혹성이 돌고 있을 가능성도 있지만 아마도 그 수는 더 적고 현시점에서 발견되고 있는 것은 아이로채님 뿐이다. 발견은 어렵지만 혹성존망의 위기를 가져올 정도는 아닌 작은 소혹성은 더 많이 있을는지 모른다.

크린스토리도 씨는 과학자들이 최초로 발견한 것이 아이로채님이었던 것은 의외가 아니라 한다. 왜냐하면 이 소혹성은 꽤 크기 때문이다. <그렇게 말은 하지만 이 소혹성이 망원경에 의한 조사가 시작되어서 비교적 곧 발견된 것은 예상 이상으로 많은 지구근방소혹성이 존재하고 있을 가능성을 나타내고 있다.>

과학자들은 금후에도 ZTF와 칠레의 망원경으로 박명을 노려보고 지구근방소혹성의 존재를 나타내는 희미한 빛을 계속 탐구한다. 세파드 씨 팀은 다른 망원경을 써서 이들의 소혹성의 특징이나 조성을 밝히려고 하고 있다. 크린스토리도 씨 등은 현재 칠레에서 건설 중인 베라 루빈 천문대가 새로운 사실을 밝혀줄 것을 기대하고 있다.

NASA도 지구근방천체의 탐구에 특화한 우주망원경 <NEO서베이아>의 계획을 진행하고 있다. 2020년대의 끝까지에 밝혀질 이 망원경의 목적은 태양에 가까운 우주공간을 노려보고 보다 많은 지구근방소혹성을 발견하는 것이다. NEO서베이아는 눈부신 태양광에 숨어서 우리들을 불의에 칠 천체가 없도록 지상의 망원경보다도 다시 주의 깊게 하늘을 지켜볼 것이다.*

글＝Nadia Drake／번역＝미에타사야코(三枝小夜子)

일본어원문= 太陽の光に隠れて見えない小惑星、地球衝突のリスクは？

출처=https://natgeo.nikkeibp.co.jp › atcl › news