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태양계 이야기 636 - 역주행 소행성의 비밀이 밝혀지다.



(Co-orbital bodies that orbit the Sun in the same direction as a planet can follow trajectories (blue curves with arrows) that, from the perspective of the planet, look like tadpoles, horseshoes or 'quasi-satellites'. Credit: Helena Morais & Fathi Namouni)


 이전에 소개드린 것처럼 태양계의 소행성 가운데는 다른 행성 및 소행성과 반대 방향으로 공전하는 역행성 (retrograde) 소행성이 존재합니다. 물론 이는 매우 드물어서 726,000개의 알려진 태양계 천체 가운데 82개만이 역행성 궤도를 지니고 있습니다. 하지만 드물긴해도 이들은 분명 존재하기 때문에 과학자들은 어떻게 이들의 존재가 가능한지를 궁금해했습니다. 


 2년전 역주행 소행성인 2015 BZ509를 발견한 헬레나 모라이스 (Helena Morais, a professor at São Paulo State University's Institute of Geosciences & Exact Sciences (IGCE-UNESP))가 이끄는 연구팀은 이와 같은 역주행 천체들이 존재할 수 있는 이유에 대해서 연구했습니다. 




 이에 따르면 역주행 소행성은 다른 태양계의 다른 행성과의 궤도면이 180도 가까이 뒤집어지면서 지금과 비슷한 궤도를 지니게 되었다고 합니다. 2015 BZ509의 경우 공전 궤도면의 각도가 162도 기울어진 경우입니다. 이를 비유를 통해 설명하면 손목 시계를 162도 회전시키는 것에 비유할 수 있습니다. 시계방향으로 움직이는 시계를 180도 가깝게 앞뒤를 뒤집으면 이제 바늘이 반시계 방향을 돌게 될 것입니다. 하지만 어떻게 이런일이 가능할까요? 


 연구팀에 의하면 이는 오르트 구름처럼 태양계에서 매우 멀리 떨어진 천체가 다른 별이나 은하계의 중력 간섭에 의해 공전 궤도면이 뒤집어지기 때문에 가능한 일이라고 합니다. 하지만 이렇게 역주행을 하게 되면 사실 다른 천체와 충돌할 가능성이 없더라도 중력 간섭을 받기 때문에 안정적인 궤도를 유지하는 일이 쉽지 않습니다. 자동차와는 달리 천체 상호간의 중력을 무시할 수 없기 때문이죠. 


 2015 BZ509가 안정적인 궤도를 돌 수 있는 비결은 목성과 1:1 역행성 궤도 공명 (retrograde resonance)을 하기 때문이라고 합니다. 따라서 이 소행성은 앞으로 100만년 정도는 안정적으로 궤도를 돌 가능성이 있습니다. 


 이 소행성들은 역행성 궤도 때문에 직접 탐사가 쉽지 않습니다. 하지만 언젠가 이들의 비밀을 풀기 위해 탐사선을 보내는 일도 있을 것으로 기대합니다. 


 참고 


Paul Wiegert et al. A retrograde co-orbital asteroid of Jupiter, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature22029
Helena Morais et al. Planetary science: Reckless orbiting in the Solar System, Nature (2017). DOI: 10.1038/543635a 


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