태양계 이야기 1065 - 미스터리 천체 켄타우로스의 성질은 목성, 토성 때문?

(Objects that look like asteroids can still become active for numerous reasons. These objects are known as Centaurs and can have spots of activity and generate tails. Credit: Pamela L Gay/PSI.)

태양계의 외곽에는 수많은 얼음 천체와 소행성들이 존재합니다. 이 가운데 목성과 해왕성 궤도 사이에 있으면서 일부는 혜성 같은 활동성을 보이는 천체들을 켄타우로스 (Centaurs)라고 부르는데, 신화 속 켄타우로스처럼 혜성과 소행성의 특징을 반반씩 지닌 미스터리 천체들입니다. 과학자들은 켄타우로스의 기원과 정체에 대해서 갑론을박을 벌여왔습니다.

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행성 과학 연구소의 과학자인 에바 릴리(Planetary Science Institute Senior Scientist Eva Lilly)가 이끄는 연구팀은 일부 켄타우로스가 보이는 혜성과 비슷한 특징의 이유에 대해서 연구했습니다. 연구팀에 의하면 가장 큰 이유는 목성과 토성 같이 큰 행성의 중력 때문입니다.

주소행성대 소행성보다 더 먼 곳에 위치한 켄타우로스는 낮은 온도에서도 기화할 수 있는 휘발성 물질을 많이 포함하고 있습니다. 하지만 외행성과 궤도가 겹치는 타원 궤도를 돌기 때문에 우연히 목성이나 토성의 강한 중력에 의해 공전 궤도가 바뀔 가능성이 높습니다.

이때 태양에 더 가까운 궤도로 이동하면 (연구팀은 이를 a-jump라고 명명) 태양에 가장 가까운 위치인 원일점 (aphelion) 근방에서 온도가 이전보다 높아져 그때까지 남아 있던 휘발성 물질이 분출되기 시작하는 것입니다. 이 켄타우로스 천체는 새로운 궤도에서 더 증발할 물질이 남지 않을 때까지 활동성을 유지합니다.

이 이론은 비슷한 궤도를 공전하는 켄타우로스 가운데 일부만 혜성 같은 활동성을 보이는 이유를 설명해줍니다. 다만 여전히 이들의 기원은 미스터리입니다. 결국 정확한 답을 얻기 위해서는 켄타우로스 천체으로 직접 찾아가 근접 탐사할 탐사선이 필요하다고 생각합니다. 지금은 아니라도 언젠가 탐사선을 보낼 날이 올 것으로 믿습니다.

참고

https://phys.org/news/2024-01-centaurs-gain-comet-characteristics-encounters.html

Eva Lilly et al, Semimajor-axis Jumps as the Activity Trigger in Centaurs and High-perihelion Jupiter-family Comets, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad1606

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