DART 소행성 충돌로 인해 10,000개의

Sep 09, 2023

존 티머 - 2023년 7월 20일 오후 9:37 UTC

NASA의 DART(Double Asteroid Redirect Test) 임무는 소행성의 궤도를 성공적으로 이동시켜 행성 방어 측면에서 성공했습니다. 하지만 이 임무에는 과학적인 요소가 포함되어 있으며, 우리는 충돌이 소행성에 대해 무엇을 말해 주는지 확인하기 위해 충돌 잔해를 계속 조사하고 있습니다. 소행성까지의 거리와 잔해에 반사되는 빛의 양이 적기 때문에 이는 어렵습니다.

오늘 허블 우주 망원경을 이용해 여파의 이미지를 분석한 팀이 논문을 발표했습니다. 그들은 원래 DART의 목표인 디모르포스 질량의 0.1%를 차지했을 수십 개의 바위를 발견했습니다. 그리고 그것들은 모두 충돌 지점에서 아주 천천히 움직이고 있지만, 그들 중 일부는 이중 소행성계의 중력을 벗어날 수 있을 것입니다.

DART가 소멸되기 직전에 촬영한 이미지에 따르면 Dimorphos는 상호 중력에 의해 간신히 뭉쳐진 바위, 작은 바위, 먼지가 혼합된 잔해더미였습니다. 그렇다면 DART 우주선과 같이 상대적으로 견고한 물체가 소행성을 고속으로 충돌시키면 어떻게 될까요?

한동안은 "먼지가 많다"는 대답이 돌아왔다. 초기 이미지에는 소행성에서 쏟아져 나오는 많은 물질이 우주로 퍼져나가 태양의 복사압에 의해 멀리 떨어져 나가는 긴 "꼬리"를 형성하는 모습이 담겨 있습니다. 그러나 시간이 지나면서 허블은 먼지로 인해 가려졌던 더 큰 물체의 선명한 사진, 아니 오히려 여러 장의 선명한 사진을 얻을 수 있을 만큼 잔해가 깨끗해졌습니다.

이에 대한 문제는 더 큰 물체가 여전히 매우 작으며 햇빛을 거의 반사하지 않는다는 것입니다. 결과적으로 그들은 일반적으로 작은 빛의 점으로 나타나며 이미징 중에 허블의 시야를 통해 이동하는 탐지기나 배경 별에 부딪히는 우주선과 구별할 수 없게 보입니다.

따라서 허블 이미지는 충분한 빛을 포착하기 위해 장노출이어야 했고, 연구자들은 허블이 지구 궤도의 여러 지점에서 촬영한 여러 노출을 결합했습니다. 같은 각도) 이미지 중 한두 장에만 나타난 빛을 폐기하여 노이즈를 일부 제거했습니다.

일단 노출이 결합되면 연구자들은 Didymos/Dimorphos 시스템을 따라 움직이지만 그것과는 구별되는 대략 40개의 물체를 식별할 수 있었습니다. 이들 중 가장 밝은 부분만 개별 이미지에서 볼 수 있습니다.

연구자들은 그들이 반사하는 빛의 양을 토대로 그들이 보고 있는 바위의 직경이 4~7미터 범위에 있다고 추정합니다. 이는 모 소행성의 평균 반사율을 기반으로 합니다. 분명히, 더 어둡거나 더 밝은 바위는 이러한 추정치를 버릴 것입니다. 연구원들은 또한 바위의 예상 질량을 파악하기 위해 손상되지 않은 소행성을 기반으로 한 단일 밀도 추정치를 사용합니다. 전체적으로, 그들은 충돌 전 디모르포스 질량의 약 0.1%를 운반하는 것으로 추정됩니다.

충돌 지점으로부터의 거리를 기준으로 속도를 추정하는 것이 가능했습니다. 그리고 그들은 모두 매우 느립니다. 가장 빠른 바위조차도 초당 1미터 미만의 속도로 움직이며, 이는 충돌 지점에서 1킬로미터를 이동하는 데 약 4시간이 걸리는 것을 의미합니다. 그리고 느린 속도는 그 속도의 일부에 지나지 않습니다.

그러나 그들이 나온 이중 소행성계의 믿을 수 없을 정도로 약한 중력을 고려하면, 더 빠른 속도의 물체는 중력의 당기는 힘을 피할 수 있을 것입니다. 실제로, 바위 개체군은 대략 절반으로 나눌 수 있으며, 더 빠른 절반이 탈출 속도에 도달했습니다.

질량과 속도의 조합을 통해 저자는 이러한 암석의 충돌로 인해 운반되는 총 운동 에너지를 추정할 수 있습니다. DART가 전달한 에너지와 비교하면 이는 DART가 전달한 에너지의 약 0.003%로 매우 작습니다.

Dimorphos는 잔해 더미이기 때문에 DART가 충격에 의해 더 큰 암석을 산산조각 낸 산물이라고 생각할 이유가 없습니다. 대신, Dimorphos는 먼 과거에 충돌로 인해 미리 부서진 암석으로 지어졌습니다. DART는 잔해더미의 중력에서 그 중 몇 개를 해방시켰습니다. 연구원들은 디모르포스의 충돌 전 이미지를 토대로 바위들이 총체적으로 소행성 표면의 약 2%를 차지했을 것이라고 추정했습니다. 이는 DART가 약 50미터 직경의 분화구를 폭파한 것과 일치합니다.