DART가 소행성을 박살내는 방법을 보여주었습니다. 그렇다면 우주 파편은 어디로 갔는가?

Jun 03, 2023

램스 스키바

거의 1년 전, NASA는 DART 우주선을 시속 14,000마일의 속도로 소행성 Dimorphos에 던졌습니다. 이는 미래의 킬러 소행성으로부터 지구를 보호하는 데 사용할 수 있는 기술인 고속 충돌을 사용하여 우주 암석의 궤적을 약간 편향시킬 수 있는지 확인하는 첫 번째 테스트였습니다. 효과가 있었습니다. 하지만 이제 그들은 충돌의 세부 사항을 파악하려고 노력하고 있습니다. 그리고 만약 사람들이 잠재적인 소행성 충돌로부터 지구상의 생명체를 방어해야 한다면, 그러한 세부 사항은 확실히 중요할 것입니다. 과학자들은 충돌로 인해 떨어져 나온 분출물, 바위 및 수많은 작은 조각을 연구하는 것부터 시작합니다. 그들은 잔해가 있을 것이라고 예상했지만 정확히 무엇을 기대해야 할지 몰랐습니다. 결국, 별이나 은하에 비해 소행성은 작고 희미하기 때문에 멀리서 그 밀도와 구성을 확인하기가 어렵습니다. 하나를 치면 그냥 튕겨 나가나요? 탐사선이 쿵쿵거리며 분화구를 만들까요? 아니면 소행성이 부서지기 쉽다면 우주선을 그 소행성에 부딪히면 여전히 지구를 위협할 만큼 큰 우주 파편이 생성될 위험이 있을까요?

“이것이 바로 우리가 이 기술을 우주에서 테스트해야 했던 이유입니다. 사람들은 실험실 실험과 모델을 수행했습니다. 하지만 우리가 행성 방어를 위해 우려하는 크기의 실제 소행성은 운동 충격기에 어떻게 반응할까요?” DART 조정 책임자이자 NASA와 협력하여 우주선을 개발한 존스 홉킨스 대학교 응용 물리학 연구소의 행성 과학자인 낸시 샤봇(Nancy Chabot)은 말합니다.

많은 소행성은 당구공처럼 단단하고 밀도가 높은 것이 아니라 "잔해더미", 흙, 바위, 얼음이 느슨하게 결합된 것처럼 보입니다. 2018년 6월 일본 우주국 하야부사2호가 방문한 소행성 류구(Ryugu)와 2020년 나사 OSIRIS-REx가 샘플을 채취한 소행성 베누(Bennu)는 모두 잔해 더미로 간주된다. 지난 7월 Asphysical Journal Letters에 발표된 새로운 연구에 따르면 디모르포스도 그렇게 만들어진 것으로 나타났습니다. 이는 충돌로 인해 분화구가 생성되고 소행성 표면이나 근처에 잔해가 날아갈 가능성이 있음을 의미합니다.

충돌 후 무슨 일이 일어났는지 알아내기 위해 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 천문학자 데이비드 주이트(David Jewitt)와 그의 동료들은 허블 우주 망원경을 사용하여 디모르포스를 반복적으로 확대했습니다. 결합된 깊은 관찰을 통해 그들은 너무 희미해서 볼 수 없는 물체를 식별할 수 있었습니다. DART 탐사선이 충돌한 지 몇 달 후, 그들은 이전에는 볼 수 없었던 약 36개의 바위 떼(이 중 가장 큰 것은 직경 7미터)가 소행성에서 천천히 멀어지는 것을 발견했습니다. “충돌로 인한 느린 속도의 파편 구름으로 상당한 양의 질량(약 5,000톤에 달하는 바위)을 운반합니다. 임팩터 자체가 0.5톤에 불과하다는 점을 고려하면 꽤 많은 양입니다. 그래서 엄청난 양의 바위가 폭발했습니다.”라고 Jewitt는 말합니다.

DART 팀을 포함한 다른 연구원들도 우주선의 빠른 펀치로 인해 튀어 나온 암석 구름을 조사해 왔습니다. Chabot과 그녀의 동료들은 올해 초 허블 사진을 사용하여 분출물을 이미지화하는 연구를 Nature에 발표했습니다. 처음에는 그 조각들이 원뿔 모양의 구름 형태로 날아갔지만, 시간이 지나면서 그 원뿔은 혜성의 꼬리와 크게 다르지 않은 꼬리로 변했다는 것을 보여주었습니다. 이 발견은 또한 혜성의 행동 모델이 DART와 같은 임팩터에 적용될 수 있음을 의미한다고 Chabot은 말합니다.

디모르포스는 결코 지구에 위협이 되지 않았지만, 이와 같은 세부 사항은 실제 소행성 편향 시나리오에서 중요할 것입니다. 행성을 보호하려면 바위와 작은 분출물을 소행성의 나머지 부분과 함께 제거해야 합니다. 또는 소행성이 지구에 매우 가까워질 때까지 발견되지 않았고 충돌을 피할 수 있을 만큼 궤도를 변경할 수 없었다고 가정해 보겠습니다. 적어도 지구 대기에서 타버릴 만큼 작은 바위로 분쇄될 수 있을까요? "고속 소총탄으로 맞는 게 낫나요, 아니면 산탄총에서 쏘는 총알 덩어리로 맞는 게 낫나요?" Jewitt가 묻습니다. "답은 다음과 같습니다. 산탄총이 더 좋습니다. 작은 바위일수록 대기와의 충격으로 인해 완충되거나 소멸될 가능성이 더 높기 때문입니다."