[아하! 우주] 태양계 초기, 고향에서 쫓겨난 소행성 이야기

[서울신문 나우뉴스]

해왕성 너머 미지의 영역인 카이퍼벨트(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 존재하는 희한한 소행성이 확인됐다.

최근 영국 퀸즈대학 등 공동연구팀은 카이퍼벨트에 존재하는 소행성 '2004 EW95'가 과거 화성과 목성 사이에 있다가 태양계 외곽으로 쫓겨난 천체로 보인다는 연구결과를 발표했다.

다소 길쭉한 모양의 이 소행성은 폭이 300㎞ 정도로 지구에서는 무려 40억㎞ 가량 떨어진 카이퍼벨트에 위치해 있어 관측이 쉽지않다. 지난 2004년 허블우주망원경을 통해 인류와 처음 '조우'했으나 발견 당시부터 학계의 논쟁을 일으켰다. 반사되는 파장이 기존의 카이퍼벨트의 얼음 천체와는 달랐기 때문이다.

카이퍼벨트 지역은 태양의 빛이 미치지 못해 매우 춥고 어둡다. 이같은 이유로 이곳에는 얼음 천체들이 모여있으며 가끔 지구 상에서 관측되는 혜성의 고향도 바로 이곳이다. 이번에 연구팀은 유럽 남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 이용해 2004 EW95의 재분석에 나섰다.

그 결과 2004 EW95가 탄소가 풍부한 암석형 소행성이라는 사실이 새롭게 드러났다. 또한 연구팀은 산화 제2철과 엽상(葉狀) 규산염도 찾아냈는데 이는 화성과 목성사이 소행성대의 천체에서 주로 발견된다. 결과적으로 태양계가 형성되던 초기, 소행성 대에 있던 2004 EW95가 어떤 '원인'으로 인해 수십 억㎞ 떨어진 태양계 끝자락까지 이동했다는 가설이 합리적인 설명이다.

그렇다면 그 원인은 무엇일까? 연구팀은 이를 '그랜드 택 가설'(Grand Tack hypothesis)에서 찾았다. 이 이론에 따르면 태양계 형성 초기 가스행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 서로 간에 가깝게 위치해 있었으며 태양과도 거리가 지금보다 가까웠다. 그러나 행성들이 서로 근접했다가 어떤 힘에 의해 멀어지면서 이 과정에서 남은 물체를 태양계 끝으로 밀어냈다는 주장이다.

논문의 선임저자 톰 시컬은 "2004 EW95는 움직일 뿐 아니라 너무 먼 곳에 있어 매우 희미하게 보인다"면서 "카이퍼벨트에서 이같은 성분의 소행성이 발견된 적은 없었다"고 설명했다. 이어 "2004 EW95는 그랜드 택 가설의 주요한 증거가 될 수 있다"면서 "태양계 형성의 비밀을 밝혀 줄 원시 태양계의 유물"이라고 덧붙였다.

이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터'(Astrophysical Journal Letters) 최신호에 발표됐다.

박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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