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태양계 이야기 186 - 여섯개의 꼬리를 가진 기묘한 천체




 지난 2013년 8월 27일, 판스타스 망원경 (Pan-STARRS Telescope) 에 독특하게 생긴 소행성이 발견되었습니다. 혜성같은 외형을 한 이 소행성은 이름도 혜성처럼 P/2013 P5 라고 붙여졌는데 그 구체적인 모습이 허블 우주 망원경에 의해 밝혀지자 생각했던 것 이상으로 기묘한 천체 밝혀졌습니다. 왜냐하면 꼬리가 6 개나 되기 때문이죠. 사실 소행성인지 아니면 소행성대에 위치한 혜성인지 조차 확실치 않은 천체라고 할 수 있습니다.  




(P/2013 P5   Astronomers have discovered a "weird and freakish object" resembling a rotating lawn sprinkler in the asteroid belt between Mars and Jupiter. (Credit: NASA and ESA))  


 허블 우주 망원경이 이 천체을 관측했을 때 이 기묘한 모습에 과학자들도 크게 놀라지 않을 수 없었습니다. P/2013 P5 는 대략 지름 240 미터 정도 되는 소행성으로 화성과 목성 사이의 소행성대에서 태양 주위를 공전하고 있습니다. 근일점 1.936 AU, 원일점 2.441 AU 로 그 공전 궤도는 그냥 평범한 소행성인데 그 모습은 매우 이상합니다. 혜성처럼 꼬리를 가지고 있는데 그것도 한개가 아니라 6 개의 꼬리를 가지고 있고 이 꼬리의 모습은 자전에 따라 모양이 변합니다. (위의 사진. 13 일 사이 꼬리의 모양이 자전에 따라 변함) 설령 혜성이라고 치더라도 이 모습은 정말 기묘하기 짝이 없죠.  


 천문학자들은 왜 이런 이상한 현상이 발생하는지에 대해서 고민했습니다. 일단 충돌에 의한 것이라는 가설은 크게 지지를 받지 못했는데 적이도 이 현상이 수개월간 지속되고 있어 다른 소행성과의 충돌에 의한 일시적 현상일 가능성은 적기 때문입니다.  


 UCLA 의 데이빗 제윗 교수 (David Jewitt, a professor in the UCLA Department of Earth and Space Sciences and the UCLA Department of Physics and Astronomy) 와 그의 동료들은 허블 망원경 이미지를 분석해 이 천체가 몇 차례에 걸쳐 먼지를 분출하고 있다고 설명했습니다. 이 천체에 대한 3D 모델링을 한 막스 플랑크 연구소의 제시카 아가발 (Jessica Agarwal, Max Planck Institute for Solar System Research in Lindau, Germany) 에 의하면 최초 먼지 분출은 4월 15일에 있었으며 이후 7월 18일, 7월 24일, 8월 8일, 8월 26일, 9월 4일에 먼지 분출이 있었던 것으로 보인다고 합니다.6 개의 꼬리는 이 먼지 분출의 결과라는 것입니다.  


 이와 같은 먼지 분출이 일어난 원인에 대해서 연구팀은 자전에 의한 파괴 (rotational breakup) 가능성에 무게를 두고 있습니다. 이 천체는 소행성이든 혜성의 잔해이든 간에 단단한 암석 형태가 아니라 잡석과 먼지들이 약한 중력으로 뭉친 형태로 생각됩니다.  


 그런데 태양 에너지는 불규칙하게 생긴 소행성에 압력을 가해 한쪽 방향으로 더 빨리 자전하게 만들 수 있습니다. 지구나 달처럼 둥글고 큰 천체들은 사실상 태양 복사에 의한 힘을 무시할 수 있지만 작은 소행성들은 그렇지 않죠. 충분히 자전 속도가 빨라지면 소행성의 약한 중력으로는 물질을 다 붙잡아 두지 못하는 사태가 발생합니다. 그러면 표면에 있는 먼지들이 우주 공간으로 흩어지면서 먼지로 된 꼬리를 형성한다는 것이 연구팀의 가설입니다.  


 이렇게 되면 이 작은 천체가 곧 없어질 것 같지만 꼬리 하나를 형성하는데 필요한 먼지의 양은 100 - 1000 톤 정도라고 합니다. 수백만톤에 달하는 소행성으로썬 잠시간 견딜 정도는 되는 것이죠. 아마도 이 가설이 맞다면 앞으로도 P/2013 P5 는 다양한 꼬리를 만들 가능성이 있습니다. 과연 진실은 어떤 것일지 앞으로의 관측 결과가 궁금합니다. 참고로 이 연구는 Astrophysical Journal Letters 에 실렸습니다.  



 참고


Journal Reference:

  1. David Jewitt, Jessica Agarwal, Harold Weaver, Max Mutchler, Stephen Larson. THE EXTRAORDINARY MULTI-TAILED MAIN-BELT COMET P/2013 P5. The Astrophysical Journal, 2013; 778 (1): L21 DOI: 10.1088/2041-8205/778/1/L21





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