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日 다음 탐사대상 소행성 ‘파에톤’ 특성, 국내 연구팀이 밝혔다

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2019년 03월 19일 11:41 프린트하기

소행성 파에톤의 형상을 한국천문연구원이 국내외 관측활동을 통해 처음으로 구체적으로 밝혔다. 팽이 아래 부분을 위아래로 겹친 듯한 형상을 하고 있다. 사진 제공 한국천문연구원
소행성 파에톤의 형상을 한국천문연구원이 국내외 관측활동을 통해 처음으로 구체적으로 밝혔다. 팽이 아래 부분을 위아래로 겹친 듯한 형상을 하고 있다. 사진 제공 한국천문연구원

3년 뒤 발사를 목표로 일본이 계획중인 차세대 소행성 탐사선의 목표 소행성의 물리적, 화학적 특징을 국내 연구팀이 국내외 지상 관측을 통해 처음으로 구체적으로 밝혔다. 국제 우주탐사계획에 과학 연구를 통해 참여하고 있다.


한국천문연구원은 일본우주항공연구개발기구(JAXA)가 2022년 발사하기 위해 일본 치바공대 등과 제작중인 차세대 소행성 탐사선 ‘데스티니 플러스’의 목표 소행성 ‘파에톤’을 보현산천문대 등 산하 8개 관측시설로 관측한 결과 성분 및 형상, 표면 특징, 자전주기 등을 밝히는 데 성공했다고 19일 밝혔다.


파에톤은 화성과 목성 사이에 소행성이 밀집한 ‘소행성대’에 있는 소행성의 하나로 매년 12월 중순 쌍둥이자리 유성우를 일으키는 천체 중 하나다. 1983년 영국 천문학자가 적외선천문위성으로 발견했다. 지름은 약 5.8km이며 태양을 약 1년 반(523일)에 한 번 돈다. 지구와 가장 가까운 곳을 지날 때에는 지구와 달 사이 거리의 10배 이내인 약 291만km까지 접근해, 지구를 위협할 가능성이 있는 ‘지구위협소행성’으로 분류된다. 


천문연은 파에톤이 지구와 달 사이 거리의 약 27배까지 지구에 가깝게 다가온 2017년 11월 11일부터 12월 17일까지 약 1개월 남짓 관측했다. 보현산천문대 1.8m 구경 망원경과 소백산천문대 0.6m 망원경, 레몬산천문대 1m 망원경 등 국내 관측시설과 대만, 카자흐스탄 등의 국외 연구시설이 이 관측에 동원됐다.

 

연구팀은 파에톤이 스스로 빛을 내지 않고 태양빛을 반사하며, 공전 및 자전을 하면 반사되는 햇빛의 양이 변한다는 사실을 바탕으로 파에톤의 형태와 자전축의 방향, 자전주기 등을 밝혀냈다. 먼저 전체 형태를 추정한 결과, 파에톤은 마치 팽이 아래 부분을 두 개 위아래로 겹쳐 놓은 것 같은 모양을 하고 있는 것으로 나타났다. 세로로 자르면 다이아몬드 모양이 되는 형태다. 이는 뽀죡한 부분을 이은 선을 축으로 자전을 하기 때문으로, 소행성에서는 비교적 많이 관찰되는 형태다. 

 

일본이 현재 임무 중인 소행성 탐사선 ‘하야부사2’에 이어 계획중인 소행성 탐사선 ‘데스티니 플러스’는 우주 먼지 등의 비밀을 밝힐 데이터를 확보하는 게 목표다. 사진 제공 한국천문연구원
일본이 현재 임무 중인 소행성 탐사선 ‘하야부사2’에 이어 계획중인 소행성 탐사선 ‘데스티니 플러스’는 우주 먼지 등의 비밀을 밝힐 데이터를 확보하는 게 목표다. 사진 제공 한국천문연구원

광도 변화를 바탕으로, 자전은 약 3시간 36분에 한 번씩 이뤄지며 시계방향으로 돈다는 사실도 밝혀냈다. 파에톤이 자전하는 동안 일어난 빛 특성(스펙트럼) 변화를 분석한 결과 비교적 큰 변화가 없어, 소행성 표면이 화학적으로 다른 성분이 섞이지 않은 비교적 균질한 성분으로 구성된 것을 확인했다. 소행성이 태양열을 받아 변성이 일어날 경우 전체에 고르게 변성될 것인지 알아보는 연구 결과 역시 소행성의 표면이 균질하다는 사실을 밝혔다. 


문홍규 천문연 우주과학본부 책임연구원은 “태양계 천체를 탐사하기 위해서는 먼저 지상 관측시설을 통해 목표 천체의 정밀한 궤도와 형상, 자전 특성, 표면물질 분포 등을 알아야 한다”며 “이번 연구를 통해 밝혀진 파에톤의 특성은 향후 데스티니 플러스 근접탐사 임무에서 핵심자료로 활용될 것”이라고 말했다.


천문연은 “‘제3차 우주개발진흥계획 기본계획’에 따르면 한국 역시 미래에 소행성 탐사임무를 기획할 예정”이라며 “이번 연구 및 국제협력 경험을 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘행성 및 우주과학 저널’ 1월 22일자와 ‘천문학 및 천체물리학저널’ 지난해 11월 14일자에 각각 발표됐다.
 

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