(Artist’s concept of a collision between two objects in the distant Kuiper Belt. Such collisions are a major source of dust in the belt, along with particles kicked up from Kuiper Belt objects being peppered by microscopic dust impactors from outside of the solar system. Credit: Dan Durda, FIAAA)
해왕성 외곽의 태양계에는 얼음 소행성들의 모임인 카이퍼 벨트가 존재합니다. 나사의 뉴허라이즌스호 (과거 포스트에서는 뉴호라이즌스라고 했는데, 한글 표기가 뉴허라이즌스로 되어 있어 앞으로는 이걸로 통일하겠습니다)는 성공적으로 명왕성과 그 위성들을 탐사하고 인류가 직접 탐사한 가장 먼 태양계 천체인 아로코트를 지나 카이퍼 벨트보다 먼 태양계의 끝을 향해가고 있습니다.
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최근 뉴허라이즌스호는 카이퍼 벨트가 예상보다 더 크다는 사실을 발견했습니다. 뉴허라이즌스호에 탑재된 Venetia Burney Student Dust Counter (SDC)는 미세한 성간 먼지와 입자를 분석할 수 있는데, 생각보다 높게 밀도가 유지되었던 것입니다.
우주 공간에 존재하는 먼지와 가스는 주변 천체의 영향을 받습니다. 카이퍼 벨트의 먼지는 카이퍼 벨트 천체들의 충돌로 인해 나온 것으로 서로 멀리 떨어져 있고 지구에서 너무 멀어 정확히 숫자를 알 수 없는 카이퍼 벨트 천체의 밀도를 가늠할 수 있는 지표가 됩니다.
콜로라도 대학의 알렉스 도너(Alex Doner)와 동료들은 SDC의 데이터를 분석해 카이퍼 벨트가 본래 생각하던 50AU (1AU는 1.5억km로 태양-지구 거리)보다 더 먼 거리까지 펼쳐져 있다는 사실을 확인했습니다. 연구 결과를 종합하면 카이퍼 벨트는 80AU나 그보다 더 멀리까지 펄쳐져 있어 생각보다 훨씬 거대했습니다.
그렇다면 현재 우리가 알고 있는 카이퍼 벨트 천체는 지구에서 비교적 가까운 거리에 있는 안쪽 천체들로 멀리 떨어진 천체의 상당수는 망원경에 포착되지 않은 상태라는 이야기가 됩니다. 카이퍼 벨트 연구에 있어 새로운 목표가 생기는 것입니다.
현재 뉴허라이즌스호는 서서히 태양계 끝을 향해 가고 있으며 2038년에는 100AU 지점에 도달할 것입니다. 그때까지 우주선이 잘 작동한다면 카이퍼 벨트의 실제 크기와 더불어 태양계 외곽에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있을 것입니다. 선배 우주선인 보이저 1,2호보다 더 발전된 장비를 탑재한 만큼 뉴허라이즌스호는 선배 우주선이 밝히지 못한 태양계의 끝에 대한 정보를 전해줄 것으로 기대됩니다.
참고
https://phys.org/news/2024-02-nasa-horizons-dusty-hints-kuiper.html
Alex Doner et al, New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter Observes Higher than Expected Fluxes Approaching 60 au, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad18b0
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