기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 112 - 야르콥스키 효과 (Yarkovsky effect) 가 관측된 1999 RQ36




 이전 소행성 관련 포스트에서 언급한 바 있지만 태양 주변을 공전하는 소행성에는 야르콥스키 효과 (Yarkovsky effect.  이전에 야코브스키 효과라고 했는데 야르콥스키 효과가 올바른 한글 표기로 보입니다.) 가 이론적으로 일어날 수 있다고 예측되고 있습니다. 이 효과는 한마디로 말해서 태양으로 부터 받는 에너지와 방출하는 에너지가 천체가 자전함에 따라 다르게 나타나기 때문에 생깁니다. 






(1. 소행성에서 복사되는 에너지 ( Radiation from asteroid's surface )
 2. 자전하는 소행성
 3. 소행성의 궤도
 4. 태양에서 복사 되는 에너지 
  
  Original uploader was Graevemoore at en.wikipedia   CC-BY-SA-2.5,2.0,1.0; Released under the GNU Free Documentation License. )


 위 의 그림에서 보듯이 소행성은 스스로 자전합니다. 그러면 태양에너지를 받는 부위 (낮인 지역) 와 받지 않는 부위 (밤인 지역) 의 표면 온도차이가 발생하고 이에 의해 표면에서 복사되는 에너지의 차이가 발생합니다. 이 에너지는 아주 미세하지만 오랜시간 누적되면 소행성의 궤도를 변경하게 만들 수 있습니다. 이런 효과는 큰 소행성에서는 워낙 미미한 효과지만 표면적에 비해 질량이 적은 소행성에서는 의미있는 차이를 만들어낼 수 있을 것으로 보입니다.


 처음 야르콥스키 효과를 관측한 소행성은 6489 Golevka 로 0.6 X 1.4 km 크기의 아폴로 (Apollo) 소행성이며 질량은 2.1 억톤 정도입니다. 이 소행성을 1991 년부터 2003 년 까지 12 년간 관찰한 결과 중력으로 인한 궤도 변화에서 15 km 정도 궤도가 어긋나는 것을 발견하고 이것이 야르콥스키 효과에 의한 것으로 판단했습니다. 이 소행성에 가해지는 야르콥스키 가속력은 0.25 N 에 불과한 정도로 작으며 이는 10−10 m/s² 에 지나지 않을 만큼 작은 가속도이지만 오랜 세월 지속적으로 힘을 가해서 결국 궤도에 영향을 줄 수 있습니다. 이를 상쇄할 다른 힘이 없다면 말이죠. 



 이후 2011 년에 주목을 받은 소행성은 이전에 소행성 물질 채취 계획인 OSIRIS - REx ( Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer ) 의 목표라고 소개드린바 있는(101955) 1999 RQ36  라는 아폴로 소행성입니다. 이 소행성은 지름 500 미터가 채 안되는 작은 소행성으로 질량은 6800 만톤 규모로 생각됩니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100158934495 참조) 



 이 소행성은 지구 충돌 가능성 때문에 주목을 받고 있으며 아레시보 전파 망원경을 통해 지구에 근접한 1999년, 2005년, 2011 년 12 년에 걸처 자세한 궤도가 조사되었습니다. 아레시보 관측소 (Arecibo Observatory) 에서 측정할 수 있는 정밀도는 이 소행성이 3000 만 km 떨어진 위치에 있을 때 300 미터 정도의 오차정도로 정확합니다. 이는 뉴욕에서 LA 까지 거리를 재는데 2 인치 수준의 에러가 나는 정확도라고 할 수 있습니다. 



( 아레시보 전파 망원경으로 측정한 1999 RQ36 의 모습 This file is in the public domain because it was created by NASA.   )


  그 결과 지난 12 년간 이 소행성의 궤도가 중력으로 인한 효과만을 감안했을 때 보다 160 km 나 차이가 난 것으로 밝혀졌습니다. 이 소행성은 그 밀도가 물과 거의 비슷할 만큼 구성물질이 가볍기 때문에 미세한 힘을 발생시키는 야르콥스키 효과에 보다 잘 반응한 것으로 생각합니다. 아레시보 관측소의 마이클 놀란 (Michael Nolan) 에 의하면 이 힘은 사실 최고 수준에서도 반온스 (약 14 그램) 에 불과한 수준이지만 다른 상쇄할 힘이 없다면 지속적으로 한 방향으로 힘을 가해서 소행성의 궤도를 변경시킬 수 있다고 합니다. 


 이와 같은 사실도 놀랍긴 하지만 더 주목할 만한 부분은 지구에 잠재적인 위험성을 가진 소행성의 미래 궤도를 추정할 때 이 효과를 감안해야 한다는 점이라고 하겠습니다. 지구에 위협이 될 수 있는 소행성에 대해서는 이전 포스트를 참조해주시기 바랍니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100153893096  ) 



 앞으로 이런 연구들이 종합되면 미래 소행성의 궤도를 더 정확하게 측정할 수 있을 것으로 기대됩니다.   


 참고 





라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율
댓글 4개
자세한 내용 보기

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html
댓글 쓰기
자세한 내용 보기