달에서 '번쩍' 섬광의 정체
달에서 '번쩍' 섬광의 정체
  • 함예솔
  • 승인 2020.05.06 23:55
  • 조회수 4512
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달에서 번쩍이는 섬광은 뭘까?

 

지구에는 끊임없이 우주에서 날아든 파편들이 충돌하고 있는데요. 이 파편들은 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 것들로 유성체라고 알려져 있죠. 다행히 대부분의 유성체는 지구의 대기에서 불타 사라지는데요. 하지만 수미터 크기 이상의 유성체들은 잠재적으로 지구에 위협이 되기도 하합니다. 한 때 지구상을 지배했던 공룡들이 갑작스럽게 지구에서 자취를 감출 걸 생각하면 유성체가 얼마나 위협적인지 알 수 있습니다. 안타깝게도 과학자들은 이렇게 지구에 위협이 되는 유성체의 수가 얼마인지 정확히 알지는 못합니다.

 

지구에 떨어지는 작은 유성체들은 너무 작아서 망원경으로 직접 관측되지 않습니다. 또한 지상에서 카메라로 확실하게 포착하는 것도 어렵습니다. 이에 과학자들은 이러한 유성체가 얼마나 흔한지, 또 지구에 얼마나 위협적인지 알기 위해 고개를 돌려 '달'을 봅니다.

최초의 지질학자 출신 우주비행사 해리슨 슈미트가 달의 거대한 바위 옆에 있다. 출처: NASA/Eugene Cern
대기가  없다고 봐도 무방한 달. 유성체 충돌 흔적이 그대로. 출처: NASA/Eugene Cern

ESA 성명에 따르면 달의 대기는 무시해도 될 정도인데요. 이에 빠른 속도로 이동하는 작은 소행성들이 그대로 달 표면에 충격을 가합니다. 달의 표면이 울퉁불퉁한 것도 이 때문이죠. 그런데 유성체나 작은 소행성이 달 표면을 빠른 속도로 강타할 때 밝은 섬광을 만들어냅니다. 만약 이 섬광이 충분히 밝다면 이는 지구에서도 볼 수 있습니다. 이에 과학자들은 섬광의 밝기를 이용해 빛을 일으킨 유성체의 크기와 질량을 추정할 수 있습니다. 그리고 이와 유사한 물체가 지구에 얼마나 자주 충돌하는지 알아낼 수 있죠. 일반적으로 무게가 100g 미만이고 크기가 5cm 미만인 소행성은 관측 가능한 '달의 섬광'을 일으킬 수 있다고 합니다. 

 

달의 섬광을 찾아라, NELIOTA

달에 충돌한 유성체가 낸 102번째 섬광! ESA / NELIOTA
달에 충돌한 유성체가 낸 102번째 섬광! 출처:ESA / NELIOTA

2017년 3월부터 ESA의 NELIOTA(The Near-Earth object Lunar Impacts and Optical TrAnsients) 프로젝트는 작은 소행성 충돌의 위협을 파악하기 위해 정기적으로 달의 섬광을 찾고 있습니다. 이 프로젝트는 유성체가 달의 표면에 충돌할 때 발생하는 빛의 섬광을 감지하는데요. 특히, 관측하기 쉽도록 햇빛이 전혀 비추지 않는 달의 어두운 면에서 섬광을 찾습니다.  

그리스에 있는 Kryoneri Observatory. 출처:Theofanis Matsopoulos
그리스에 있는 Kryoneri Observatory. 출처:Theofanis Matsopoulos

NELIOTA 프로젝트는 그리스 Kryoneri 관측소의 아테네 국립 천문대에서 운영하고 있는데요. 1.2m 망원경과 달의 섬광을 두 가지 색으로 나누는 트윈 카메라 시스템(twin-camera system)을 이용합니다. 이는 과학자들이 유성체의 충돌의 또 다른 중요한 특징 중 하나인 온도를 추정하는데 도움을 줍니다. 이 프로젝트가 시작된 이후 총 149시간의 달 모니터링이 실시됐다고 하는데요. 총 102번의 달 섬광이 감지됐다고 합니다. 

 

한편, NELIOTA 프로젝트 외에도 달에서 섬광을 찾는 곳이 있는데요. 100번째로 관측된 달의 섬광은 처음으로 다른 관측소에서도 탐지가 확인됐습니다. 35cm망원경을 이용하는 아랍에미리트(UAE)샤르자 천문과학기술원의 샤르자 달 충돌관측소(Sharjah Lunar Impact Observatory, SLIO)에서 신설된 팀이 2020년 3월 1일 달에서 섬광을 감지했는데요. 나중에 이 섬광이 NELIOTA 에서 발견한 100번째 섬광과 같은 사건에서 나왔다는 사실을 확인했습니다. 

각기 다른 장소에서 같은 섬광을! 출처: ESA/NOA, right: Sharjah Lunar Impact Observatory, UAE
각기 다른 장소에서 같은 섬광을! 출처: ESA/NOA, right: Sharjah Lunar Impact Observatory, UAE

이러한 교차 탐지는 느리고 밝은 위성을 달에 충돌하는 유성체의 섬광으로 오인할 가능성을 막아주아주는데요. ESA의 우주안전프로그램의 행성방어국의 공동관리자인 Detlef Koschny는 "NELIOTA는 오인할 사건들을 막아줄 간접적인 다른 수단이 있긴 하지만, 더 많은 눈으로 달을 볼 수 있게 돼 우리 지구로 향하는 암석들의 경로를 더 잘 이해할 수 있게 돼 기쁘다"고 전했습니다. 

 

다른 장소에서 달에 충돌하는 유성체를 관찰하는 건 잘못된 탐지를 발견하는데 매우 효과적일 겁니다. 참고로 달에 충돌하는 유성체의 섬광을 관찰하는 과학자들은 NELIOTA와 데이터를 교차로 확인할 수 있습니다. 왜냐하면 시스템에서 감지된 모든 섬광은 24시간 안에 NELIOTA 웹사이트에 게재되기 때문입니다. 

그 유명한 지구돋이. 앤더스가 찍었어요. 출처: NASA
그 유명한 지구돋이. 앤더스가 찍었어요. 출처: NASA

지구의 위협이 되는 유성체를 이해하기 위해 달을 보는 과학자들, 이는 두 천체가 거의 동시에 유성체들과 부딪힐 정도로 충분히 가깝기 때문은 아닐까요? 물론, 우주적 스케일로 봤을 때 말이죠.


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