소행성대와 지구 근접 천체 1

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소행성은 태양 주변을 도는 커다란 암석이다. 대부분의 소행성은 화성의 궤도 너머에 있는 소행성대라고 부르는 지역에 잠들어 있지만 다른 수천 개의 소행성은 지구의 공전궤도에 근접하거나 교차하면서 태양을 공전한다. 많은 과학자들은 대략 6,500만 년 전에 소행성이 지구에 충돌했고, 공룡과 다른 종들을 멸종시켰다고 믿는다. 소행성은 말 그대로 작은 행성이라는 뜻인데 이들이 처음 발견되었을 때 전문가들이 행성과 비슷한 천체라고 생각했기 때문에 이런 이름을 붙였다. 하지만 오늘날의 천문학자들은 소행성이 태양계의 형성 과정에서 생긴 자투리, 즉 다른 잔해들과 합쳐져서 행성이 될 수 없었던 물체라고 믿는다.이다와 같이 위성을 가지고 있는 소행성도 있다. 소행성은 지구에서도 볼 수 있는 규산염 암과 금속으로 이루어져 있다. 탄산염광물을 포함하고 있는 소행성도 있으며, 최근 들어 일부 소행성에서 얼음이 발견되었다. 대부분의 소행성은 화성과 목성 사이에 모여 넓고, 평평한 도넛 모양을 이루며 태양을 공전한다. 이 지역을 소행성대라고 한다. 소행성의 크기는 소행성에서 떨어져 나온 작은 유성체부터 지름 945킬로미터의 세레스까지 다양하다. 지구의 바위만 한 우주 암석을 봤다면 아주 작은 소행성이거나 아주 커다란 유성체인데 편한 대로 정의하면 된다. 하지만 세레스는 2006년에 내린 결론에 따르면 소행성 임과 동시에 왜소 행성이다. 소행성에서 떨어져 나온 유성체는 암석이나 철 성분으로 이루어져 있으며 둘 다 포함할 수도 있다. 유성체가 지표에 떨어지면 운석이라고 부른다. 운석을 보고 싶다면 자연사 박물관이나 지리학 박물관으로 가면 된다. 박물관에 전시된 운석 중에 가장 큰 운석은 뉴욕에 있는 미국 자연사 박물관에 있다. 이 34톤의 철 덩어리는 그린란드 케이프 요크에 떨어졌던 운석의 가장 큰 파편으로 아니기토라고 부른다. 알려진 운석 중에서 가장 큰 운석은 나미비아에 있는 호바 운석인데 무게가 60톤에 육박하며 떨어진 자리에 그대로 있다. 세라스와 팔라스는 평균적으로 태양과 거의 같은 거리에 있지만, 팔라스의 공전궤도가 더 타원에 가깝다. 2017년 초까지 약 72만 8,000개의 소행성을 발견했으며 그중 대략 2만 개에 이름이 붙었다. 대부분은 비교적 최근에 전용 자동 망원경을 사용해서 발견했지만, 망원경에 디지털카메라를 부착해서 쓰는 숙련된 아마추어 천문학자들도 일부 기여했다. 소형 망원경만 있다면 대형 소행성인 세레스나 베스타를 쉽게 관측할 수 있다. 세레스와 베스타는 원 형태를 유지할 만큼 덩치가 크다. 하지만 작은 소행성은 보통 감자처럼 생겼으며 마치 폭발에서 튀어나온 파편처럼 보이는데, 사실 대형 소행성들끼리의 충돌로 발생했기 때문이다. 소행성대에 있는 소행성은 서로 끊임없이 부딪히며 크레이터를 만들고 크고 작은 조각들로 부서진다. 큰 조각은 그냥 작은 소행성이라고 부르며, 작은 부스러기들은 운석이 된다. 드물게, 작은 소행성이 지구에 충돌한다. 소행성 충돌은 달, 화성, 수성을 크레이터로 덮어버렸다. 금성도 크레이터가 있긴 하지만 많지는 않다. 소행성도 크레이터가 있지만, 소행성 자체가 행성보다 아주 작기 때문에 망원경으로 소행성의 크레이터를 관측하기는 힘들다. 대다수의 망원경에서 소행성은 별처럼 빛나는 점으로 보인다. 나사의 돈 탐사선은 2011년 7월 베스타에 도착했고 다음 목적지인 세레스로 출발하기 전까지 자세한 연구를 진행했다. 나사의 돈 탐사선이 베스타와 세레스에서 발견한 중요한 사실은 다음과 같다. 베스타의 남극 지역에는 2개의 커다란 충돌 크레이터가 있다. 더 큰 크레이터의 이름은 레아 실비아로 지름은 500킬로미터이며 깊이는 19킬로미터이며 깊이는 19킬로 미터다. 중앙봉은 하와이의 마우나케아 화산보다 높다. 돈은 베스타에서 어떤 종류의 화산 지형도 찾아내지 못했지만 지구의 현무암과 유사한 성분의 광물질을 지표면에서 발견했다. 베스타는 지구처럼 지층이 있다. 행성이 되기 전 과정을 원시 행성이라고 하는데 어쩌면 베스타는 원시행성의 살아있는 표본일지도 모른다. 만약 그렇다면 베스타는 어떤 이유로 성장이 멈췄을 것이다. 세레스에 있는 아후나산은 18킬로미터 크기에 4킬로미터 높이의 얼음 화산이다. 얼음 화산은 광물질을 포함한 물이 지하에서 표면으로 역류하는 지형으로 얼어붙어 퇴적된 분출물이 산을 만든다. 세레스 표면에 있는 오카토르 크레이터의 바닥에서 특이한 밝은 하얀 점들을 발견했다. 이 중 하나는 지름 10킬로미터에 깊이 0.5킬로미터의 구덩이인데 액체 상태의 물이 표면으로 올라오면서 얼어붙은 것이다. 얼음이 태양을 빛을 받으면 증발하여 수증기가 되는데 크레이터 안에서 얇은 구름을 만든다. 구름은 낮과 밤이 바뀜에 따라 생겼다가 사라짐을 반복한다. 아후나산은 사화산일지도 모르지만, 오카토르 크레이터는 여전히 지질 활동을 하고 있다. 돈 탐사정보다 앞서 우주를 개척한 나사의 슈메이커호는 화성의 궤도를 가로지르는 34킬로미터 크기의 소행성 에로스를 추적했다. 슈메이커는 에로스를 1년 남짓 공전하다가 2001년 2월 12일에 착륙했다. 그 뒤 우리는 더 많은 소행성을 방문했다. 나사는 2016년 9월 6일에 오시리스 렉스호를 발사했다. 2018년에 소행성 베누를 만나 주변을 돌면서 지형을 탐사하고 표면 물질의 샘플을 채취할 계획이다. 아직 최종 승인을 기다리는 우주선으로는 루시와 프시케 탐사선이 있다. 루시는 6,000개가 넘는 목성 트로이군, 즉 목성의 공전궤도에 갇혀버린 소행성 중 여섯 곳을 방문할 예정이다. 프시케는 지름 209 킬로미터에 달하며 대부분 철과 니켈로 이루어져 있다고 보이는 거대한 소행성 프시케를 방문할 예정이다. 이번 프로젝트에 돈을 얼마나 투자하든 간에 그 이상의 가치를 창출할 것이다.