'쇳덩어리' 소행성 금속 함량 알려진 것만큼 높지 않아

엄남석 / 2021-06-10 16:39:39
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공극률 35% 밀도도 낮아…온전한 행성 핵 아닐수도
▲ 16 프시케 상상도 [NASA/JPL-Caltech/ASU 제공/ 재판매 및 DB 금지]


(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 금속으로 된 소행성 '16 프시케'(Psyche)는 태양계 형성 초기에 몸집을 불리는 데 실패한 작은 행성의 핵이 노출된 천체로 여겨져 왔다.

미국 항공우주국(NASA)이 내년 8월에 화성과 목성 궤도 사이의 '소행성 벨트'에 있는 16 프시케에 같은 이름의 탐사선을 보내는 것도 행성의 핵을 직접 보고 연구하는 드문 기회가 될 수도 있다는 점이 작용했다.

하지만 16 프시케가 지금까지 알려진 것처럼 금속 함량이 아주 높지 않고, 밀도도 낮을 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다.

미국 애리조나대학에 따르면 이 대학 행성 과학 부교수 비쉬누 레디 박사 등이 참여한 연구팀은 16 프시케의 금속 함량이 82.5%에 그치고, 빈 곳이 얼마나 있는지를 나타내는 공극률도 35%에 달한다는 연구 결과를 국제 학술지 '행성 과학 저널'(The Planetary Science Journal)을 통해 내놓았다.

프시케는 금속 함량이 최대 95%에 달하고 밀도도 훨씬 높은 것으로 추정돼 왔다.

그러나 연구팀은 16 프시케가 약 10.5%의 탄소질 콘드라이트와 7%의 휘석을 갖고 있어 금속은 82.5%에 그치는 것으로 분석했다. 탄소질 콘드라이트는 다른 소행성과의 충돌에서 전달됐을 것으로 제시됐다.

연구팀은 소행성 표면에 반사되는 태양 빛을 분석해 천체의 구성 성분을 파악하는 기존 방식 대신 실험실에서 물질의 혼합 비율을 바꿔가며 망원경으로 관측된 것과 같은 빛의 형태가 나오는 조합을 따져 이런 결과를 얻었다.

연구팀은 16 프시케의 밀도와 금속 함량은 지금까지 추정되던 것보다 더 많은 변화를 겪었다는 점을 보여주는 것이어서 흥미로운 부분이라면서, 초기 행성의 노출된 핵이 그대로 남아있다기 보다는 '베누'(Bennu)처럼 돌무더기에 가까울 수 있다고 지적했다.

NASA 소행성 탐사선 '오시리스-렉스'(OSIRIS-REx)가 직접 방문해 시료를 채집한 베누는 공극률 50%에 달하는 돌무더기와 비슷한 소행성이다.지름이 492m에 불과한 베누 같은 작은 소행성에서는 중력이 약해 공극률이 높지만, 지름이 250㎞에 달하는 16 프시케처럼 큰 소행성에서는 강한 중력이 작용해 대개 공극률이 높지 않은 편이다.

▲ NASA 프시케 탐사선 상상도 [NASA/JPL-Caltech 제공/ 재판매 및 DB 금지]

애리조나대학 천문학클럽 회장이자 논문 제1 저자인 학부생 데이비드 칸틸로는 "돌무더기 16 프시케는 전혀 예상하지 못했다"면서 "하지만 우리 자료로는 금속 함량은 높지만, 밀도는 계속 낮게 나타났다"고 밝혔다.

그는 "지금까지 추정되던 것보다 금속 함량이 낮아진 것은 16 프시케가 더 일반적인 탄소질 콘드라이트를 가진 소행성과 충돌했을 수 있다는 점을 의미한다"고 덧붙였다.

16 프시케는 1852년 이탈리아 천문학자가 처음 발견했으며, 16번째 소행성이라는 의미에서 16이라는 숫자가 붙었다. 소행성 전체가 금속 덩어리라는 점에서 가치로 따지면 1천 경(京) 달러에 달할 것이라는 추정도 있었다.

칸틸로는 "행성의 노출된 핵을 연구할 기회는 극히 드물고, 이것이 바로 탐사선을 보내는 이유"라면서 "그러나 이번 연구는 16 프시케가 예상했던 것보다 훨씬 더 흥미롭다는 점을 보여주고 있다"고 했다.

(끝)

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>

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