태양계 밖서 온 물체 "이미 지구에 왔을 수도"
태양계 밖서 온 물체 "이미 지구에 왔을 수도"
  • 함예솔
  • 승인 2019.04.19 01:05
  • 조회수 4712
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오무아무아. 출처: European Southern Observatory / M. Kornmesser
오무아무아. 출처: European Southern Observatory / M. Kornmesser

2017년 이 사진 한 장은 전 세계 사람들을 놀라게 합니다. 마치 인위적으로 만들어진 듯한  긴 막대모양의 오무아무아(Oumuamua)를 보고 사람들은 외계인의 탐사선 아니냐는 이야기를 할 정도였습니다. 

 

오무아무아(Oumuamua)가 태양계 밖에서 온 성간물체란 사실은 과학자들을 흥분시켰습니다. 오무아무아(Oumuamua)는 하와이에 있는 판-스타스(Pan-STARRS) 망원경이 처음으로 관측했는데요. 오무아무아(Oumuamua)라는 이름의 뜻은 하와이 말로 ‘멀리서 온 메신저’ 혹은 ‘처음 도달한 정찰대’라는 의미를 가지고 있습니다.

 

'이미 지구에 왔다'

빨간 빛을 반사하는 천체들. 화살표가 가리키는 밝은 점이 오무아무아. 출처: TED
빨간 빛을 반사하는 천체들. 화살표가 가리키는 밝은 점이 오무아무아. 출처: TED

그런데 최근 아카이브(arXiv)에 <Discovery of a Meteor of Interstellar Origin>이란 제목의 논문이 올라왔습니다. 이 논문의 저자는 미국 하버드대학교 천문학자 Amir Siraj과 Abraham Loeb박사입니다. 연구에 따르면 오무아무아(Oumuamua)보다 더 작은 크기의 성간 물체는 태양계에 훨씬 흔할 수 있으며 그 중 일부는 이미 지구와 충돌했을 수 있다고 합니다.

 

물론 이 논문은 아카이브(arXiv)에 올라온 것이기 때문에 아직 공신력 있는 기관을 통해 최종적으로 검증받은 상태는 아닙니다. 참고로 아카이브는 '출판 전의 논문'을 수집하는 웹사이트인데요. 논문을 정식으로 내기 전에 자기의 아이디어를 공유하고, 아이디어를 먼저 냈다는 점을 증명할 수 있는 곳입니다. 현재 이 논문은 <The Astrophysical Journal Letters>에 제출한 상태입니다.

 


오무아무아(Oumuamua), 최초의 방문객 아냐

오무아무아는 위의 궤도를 그리며 지구 근처로 다가왔다 나갔다. 출처: TED
오무아무아는 위의 궤도를 그리며 지구 근처로 다가왔다 나갔다. 출처: TED

오무아무아(Oumuamua)는 가로 세로 비율이 약 10대 1정도 되고 크기는 약 20~200m 정도로 추정 됩니다. 과학자들은 이 물체의 길이와 속도, 궤적을 통해 이 물체의 기원을 추론했고 그 결과 오무아무아(Oumuamua)가 다른 항성계에서 왔다는 사실을 밝혀냅니다. 

 

READ MORE: 오무아무아 '도무지 설명 안 되는 천체'

 

그런데  미국 하버드대학교 천문학자 Amir Siraj과 Abraham Loeb가 NASA의 ‘지구 근접 물체 센터(Center for Near-Earth Object Studies, CNEOS)의 카탈로그에 있는 유성체를 분석한 결과 크기가 0.45m정도로 작은 유성체 중 오무아무아(Oumuamua)와 같은 성간 물체를 찾아낸 겁니다. 참고로 NASA의 지구근접물체센터(Center for Near-Earth Object Studies, CNEOS)는 소행성이나 혜성의 궤도가 지구와 충돌할 확률을 계산하는 기관입니다.

태양계를 향해 들어왔다가 태양계 밖으로 나가고 있는 오무아무아?! 출처: NASA/ESA/STScI
태양계를 향해 들어왔다가 태양계 밖으로 나가고 있는 오무아무아?! 출처: NASA/ESA/STScI

Amir Siraj과 Abraham Loeb 박사는 속도가 빠른 유성체에 초점을 맞췄습니다. 왜냐하면 빠른 속도는 유성체가 잠재적으로 태양 중력의 영향력 밖에 놓여있다는 것을 시사했기 때문입니다. 이 말은 태양계 밖에서 온 물체란 의미입니다. 

2014년 1월 8일 남태평양 파푸아뉴기니 마너스섬 인근 상공 18.7km 고도에서 성간 기원 유성체 떨어졌다. 출처: fotolia
2014년 1월 8일 남태평양 파푸아뉴기니 마너스섬 인근 상공 18.7km 고도에서 성간 기원 유성체 떨어졌다. 출처: fotolia

Amir Siraj과 Abraham Loeb박사가 찾아낸 유성체는 2014년 1월 8일 남태평양 파푸아뉴기니 마너스섬 인근지점 상공 18.7km 고도에서 발견된 폭 유성체였습니다. 연구진은 시속 216,000km의 빠른 속도와 궤적을 봤을 때 이 물체는 태양계 밖에서 온 것이라고 밝혔습니다. 연구의 주요저자인 Abraham Loeb박사는 "우리는 지구의 대기를 이용해 유성체의 탐지기로 사용할 수 있다"며 "이 유성은 너무 작아서 그렇지 않으면 볼 수 없다"고 전했습니다. 

카시니호의 스윙바위. 출처: Wikimedia Commons
카시니호의 스윙바위. 출처: Wikimedia Commons

Amir Siraj과 Abraham Loeb 박사에 따르면 이 유성체들은 우주 공간을 이동하던 중 행성계의 깊은 내부 혹은 은하의 두꺼운 원반 안에 있는 항성으로부터 중력적인 도움을 받아 빠른 속도를 얻게 됐다고 합니다. 가령, 우주탐사선의 항법 중 하나로 스윙바이(swingby)란 것이 있는데요. 이는 행성의 중력을 이용해 궤도를 조절하는 방법으로 우주선이 목성 같이 중력이 큰 행성의 궤도를 지날 때 행성의 중력에 이끌려 가다가 바깥으로 튕겨져 나가듯 속력을 얻는 것을 말합니다. Abraham Loeb 박사에 따르면 만약 이 유성체가 항성의 서식가능지역(habitable zone)에서부터 튕겨나 나온 것이라면 이 유성체는 한 행성계에서 다른 행성계로 생명체를 옮기는 데 도움을 줄 수 있을 것이라고 하는데요. 

 

과거에도 있었다


Amir Siraj과 Abraham Loeb 박사는 지난 30년 간의 자료를 분석했는데요. 그 과정에서 또 다른 새로운 사실을 발견했습니다. 이번에 발견한 2014년 지구에 떨어졌던 유성체 말고도 이 물체와 비슷한 속도를 가지는 과거의 또 다른 두 개의 유성체도 발견했습니다. 그러나 이 유성체 중 하나는 궤도가 태양의 중력의 영향을 받는다는 점을 확인했습니다. 반면, 또 다른 하나의 유성체는 궤도가 성간인지 아닌지 불확실하다고 합니다. 

1AU는 태양에서 지구까지 거리. 출처: fotolia
1AU는 태양에서 지구까지 거리. 출처: fotolia

연구진들은 만약 지구에 잠재적으로 약 30년마다 성간 물체 기원의 유성체가 떨어진다고 가정한다면, 이는 우리 은하의 입방 1AU 당 약 100만개의 성간 물체가 있을 것이라고 추정했습니다. 참고로 1AU는 태양에서 지구까지 거리인 약 1억5,000만km를 의미합니다. 이는 가까운 각각의 항성들이 지구 질량의 약 0.2배~20배에 달하는 약 600조 개의 암석을 그들의 항성계에서 밀어낼 수 있다는 것을 암시합니다. Abraham Loeb 박사는 "우주에 존재하는 항성의 개수가 100조 정도 될 것"이라고 전했습니다. 

 

Amir Siraj과 Abraham Loeb 박사는 성간 물체 기원의 유성체가 지구 대기에서 연소될 때 가스의 잔해를 분석하며 이 물체들의 구성성분을 밝혀낼 수 있었는데요. 안타깝게도 그 중 많은 부분은 여전히 불확실한 채로 남아있다고 하는데요. 하지만 이 방법은 앞으로 천문학자들은 고속으로 이동하는 성간 기원의 유성체의 구성 성분을 밝혀내는데 하나의 도구로 사용될 수 있을 전망입니다. 가령 오무아무아(Oumuamua)는 빨간 색을 유난히 더 잘 반사했습니다. 이는 마치 로제타 탐사선이 착륙했던 혜성처럼 유기물이 매우 풍부한 표면 같아 보였다고 합니다. 물론 표면에 철을 많이 함유한 광물로 이뤄져 있다고 해도 빨간색을 띨 수 있습니다. 가령 카시니 탐사선이 촬영한 토성의 위성, 이아페투스의 어두운 면 역시 빨갛게 보였지만 이는 니켈-철 운석 물질이었습니다. 


##참고자료##

 



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