눈사람 모양 소행성 '아로코스' 두 소행성 뭉치며 생겼다

2020.02.15 10:34
미국항공우주국(NASA)의 우주탐사선 ′뉴호라이즌스′호가 촬영한 아로코스의 모습이다. 두 개의 소행성이 합쳐진 독특한 모습을 하고 있다. NASA 제공
미국항공우주국(NASA)의 우주탐사선 '뉴호라이즌스'호가 촬영한 아로코스의 모습이다. 두 개의 소행성이 합쳐진 독특한 모습을 하고 있다. NASA 제공

인류가 가장 먼 곳에서 탐사에 성공한 태양계 외곽 천체인 눈사람 모양 소행성 ‘아로코스’가 두 소행성이 부드럽게 뭉쳐서 형성된 것으로 분석됐다.

 

아로코스를 발견한 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 ‘뉴허라이즌스’호 연구팀은 뉴호라이즌스호가 보내온 자료를 토대로 아로코스를 분석한 연구결과를 이달 13일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 같은 날 미국 시애틀에서 열리고 있는 ‘미국과학진흥협회(AAAS)’ 연례회의에서도 연구결과가 발표됐다.

 

아로코스는 지구에서 약 66억 ㎞ 떨어진 소행성이다. 태양계에서 가장 먼 행성인 해왕성 너머 얼음과 암석 덩어리로 이뤄진 소행성 무리인 카이퍼벨트 속에 있다. 아로코스는 인류가 우주선을 보내 탐사한 천체 중 가장 멀다. 과학자들은 이 천체에서 45억 년 전 태양계 행성의 비밀을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 처음엔 ‘알고 있는 세계 너머’라는 의미의 라틴어인 ‘울티마 툴레’를 별칭으로 썼다. 이 단어가 나치와 일부 극우주의자들이 사용하는 언어라는 논란이 일자 지난해 11월 NASA는 북미 인디언 언어로 하늘을 뜻하는 ‘아로코스’로 바꿨다.

 

뉴호라이즌스호는 지난해 1월 1일 아로코스를 3500㎞ 가까이 근접 비행하며 영상을 촬영해 지구에 보내왔다. 지름 14㎞와 19㎞인 납작한 모양의 천체가 합쳐져 눈사람처럼 생긴 독특한 모습을 가져 과학계의 관심이 더욱 커졌다. 당시 관측 자료를 분석한 결과가 지난해 5월 사이언스에 처음 공개됐는데, 이번 자료는 그 이후 뉴호라이즌스호가 지속적으로 보내온 10배 많은 자료를 토대로 이뤄졌다.

 

윌리엄 맥키논 워싱턴대 지구 및 행성과학부 교수팀은 자료를 바탕으로 시뮬레이션 한 결과 두 개의 돌출부가 같은 물질로 이뤄졌으며 서로 돌다가 마지막에 합쳐지는 과정이 파괴적이지 않고 느렸다고 보고했다. 아로코스는 돌출부의 모양이 비슷하고 각각의 축과 전체의 회전축이 같은 방향으로 정렬한 것으로 나타났다. 표면도 부드러워 두 돌출부가 합쳐지는 과정에서 별다른 충돌이 없었음을 추측하게 했다. 연구팀은 행성 충돌의 최고 속도를 시속 15㎞ 이하로 추산했다.

 

이는 행성은 작은 천체들이 고속 충돌해 합쳐지며 형성한다는 행성 이론인 ‘강착 이론’과 대비되는 결과다. 오히려 2000년대 초부터 제기된 가스 성운 등 작은 천천히 끌어들여 천천히 합쳐진다는 행성 형성 이론을 뒷받침하는 결과인 셈이다. 맥키논 교수는 “아로코스는 카이퍼 벨트 현지 재료와 함께 천천히 결합한 특징을 갖고 있다”며 “더 혼란스러운 환경에선 형성되지 않았을 것”이라고 말했다.

 

이외에도 존 스펜서 미국 사우스웨스트연구소 우주연구부 연구원팀은 아로코스의 분화구 밀도를 토대로 표면이 형성된 시기가 최소 40억 년 전이라고 밝혔다. 윌 그룬디 미국 애리조나주 로웰천문대 연구원팀은 천체의 표면은 물질이 균질하고 메탄올 얼음과 탄소를 함유한 유기물질을 가져 붉은 빛을 띤다고 분석했다.

 

맥키논 교수는 “화석이 지구에서 어떻게 종이 진화했는지 알려주는 것처럼 행성계는 우주에서 행성이 어떻게 형성됐는지 알려준다”고 말했다.

 

뉴호라이즌스호는 2006년 1월 19일 미국의 우주 발사체 ‘아틀라스 5’호에 실려 발사됐다. 2015년 7월 왜소행성인 명왕성을 탐사했다. 이후 계속해서 태양계 바깥으로 날아가 카이퍼벨트를 비행해 왔다. NASA에 따르면 뉴호라이즌스호는 현재 지구로부터 76억 ㎞까지 멀어진 상태로 시간당 5만 400㎞의 속도로 카이퍼벨트를 탐색하고 있다.

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