소행성
1. 개요
小行星 / Asteroid
태양 주위를 공전하는 태양계 천체 중 목성 궤도 안쪽[1]을 도는 행성보다 작은 천체를 말한다.[2]
2. 상세
크기를 분류 기준으로 삼을 경우라면 지름 10µm~1m 의 크기를 가진 천체를 유성체[3]로 구분하나 사실 구분이 흐릿하다고 한다.[4]
전자의 경우 지구 대기권과의 마찰로 타버리거나 잘게 부서져 지구상에 별다른 피해를 주지 않지만, 후자라면 지구 대기권과의 마찰로도 손실되지 않아 충분한 크기를 유지하므로 지표면과의 충돌시 막대한 피해를 야기할수 있다.[5] 공룡 시대를 끝낸 K-T 멸종의 가장 유력한 원인이기도 하다. 퉁구스카 대폭발이나 첼랴빈스크 운석우 사건에서처럼 인류 문명이 발달한 지금도 소행성 충돌은 거대한 위협이 될 수 있으며, 이런 천체들은 지구접근천체로 분류된다.
몇몇 천체는 소행성으로 분류되었다가 혜성의 성질(핵 주위의 대기층 코마 형성, 태양 접근시 꼬리 발생)을 띄어 혜성으로 분류되기도 하고, 반대로 혜성이 그 성질을 잃어 소행성으로 분류되기도 하는데 3200 파에톤이 대표적이다. 소행성과 혜성의 성질을 동시에 갖는 천체도 있는데 2060 키론[6]이 대표적이며 이런 경우는 소행성과 혜성의 성질을 둘 다 가지고 있다. 소행성의 엄밀한 정의인 목성궤도 안쪽을 도는 천체 가운데에도 혜성의 성질을 함께 지닌 천체가 있는데 4015 윌슨-해링턴(4015 Wilson–Harrington)이 있다.
2017년 10월 19일에 관측 사상 처음으로 태양계가 아닌 외계에서 온 소행성이 발견되었다.[7] 이름은 하와이어로 먼 과거에서 찾아온 정찰자라는 의미에 오우무아무아인데 모양도 적당히 울퉁불퉁한 모양의 대다수의 태양계 감자천체들과 달리 담배 내지 손가락에 가까운 몹시 비범한 형상. 덕분에 외계 우주선이라는 착각이 들 정도라는 반응이 대다수. 2019년에도 보리소프가 발견되었다.
2020년에 금성 궤도 안쪽의 첫 아티라 소행성군 중 하위 분류로 바티라 소행성(Vatira)으로 2020 AV2가 관측되었다.# 또, 해왕성 외곽에서 소행성체 136개가 무더기로 발견되었다.#
3. 분류
3.1. 소행성대
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화성과 목성 공전궤도 사이, 태양과의 거리 2.06 ~ 3.27 AU(천문단위) ≒ 약 3억 3천만 ~ 5억 km 떨어진 공간에 다수의 소행성들이 모여있어 이곳을 소행성대 (小行星帶, Asteroid Belt) 라 한다. 현재까지 번호가 있는 모든 소행성체들 중 97.4%가 소행성대에 있으며, 왜행성(난쟁이 행성)인 세레스가 속해 있다.
흔히 SF 작품에서는 허공에 떠다니는 크고 작은 바윗돌이 빽빽히 모여있어 그 사이를 우주선이 곡예비행하듯 날아가는 곳으로 소행성대를 묘사하지만, 실제 현장에는 천체들이 수만, 수십만 km 의 간격으로 서로 떨어져 있어 그럴 필요가 없다. 화성 궤도 밖을 벗어난 우주 탐사선들이 아직까지 소행성에 부딪힌 참사 소식이 없다는 점(혜성에 일부러 부딪힌 딥 임팩트 계획은 별개의 문제)이 이를 방증한다. 게다가 엄연히 중력을 가진 천체인 만큼, 그렇게 가까우면 진즉에 서로 뭉쳐서 하나의 행성이 됐을 것이다.[9]
태초 태양계가 만들어졌을 때 태양을 만들고 남은 가스와 암석들이 행성과 위성을 이루는데 화성과 목성 사이에 있어야 할 행성이 만들어지려다가 목성 중력 때문에 다 으스러졌다는 설이 있었는데, 다 30년 전 학설. 행성들이 먼저 대강 형성된 후 소행성들이 화성과 목성 사이에 유입되었다는 것이 최근의 관점이다.
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- 커크우드의 간극
이 소행성대에는 특이하게도 소행성들이 없는 영역이 있고, 이 지역은 소행성의 공전주기가 목성의 공전주기의 분수로 나온다. 학자들은 바깥쪽 소행성들은 목성의 중력섭동, 안쪽 소행성들은 화성의 중력섭동으로, 소행성들이 그 지역에서 밀려났기 때문이라 추측한다. 이곳은 발견자의 이름을 따서 '커크우드의 간극'이라 부른다.
3.2. 소행성군
소행성대 만큼은 아니지만 목성궤도 위-태양과 목성과의 등거리 라그랑주점에 해당하는 곳에도 일련의 소행성들이 모여있어 이곳을 소행성군(小行星群, Asteroid Group)이라 한다. 목성의 주기를 기준으로 해서 세가지가 있으며, 그 외에도 있다.
- 트로이군 소행성
특정한 행성의 라그랑주점에서 공전하는 소행성을 일컫는다. 지구를 기준으로 한 라그랑주점에서도 2011년에 처음으로 2010 TK7이라는 트로이 소행성이 발견되었다
- 목성 트로이 소행성군
목성의 공전 주기와 거의 같으며, 목성과 평균거리가 거의 같은 궤도를 돌고 있다. 사실 2개의 그룹으로서 하나는 목성 전방의 약 60도가 되는 위치에, 하나는 목성 후방 약 60도 정도 되는 장소에 위치하고 있다. 이곳의 소행성들은 헥토르나 아킬레우스 등 트로이 전쟁의 영웅들 이름을 땄으며, 트로이 소행성군이라는 명칭은 여기에서 유래했다. 다른 행성들의 트로이 소행성군과 비교했을 때 가장 압도적으로 그 수가 많다
- 트로이군은 토성(엄밀히 토성 트로이군은 asteroid가 아니라 minor planet이지만)하고 수성만 없다. 토성의 경우 목성의 중력 때문에, 수성의 경우 이심률이 큰 타원궤도 및 태양의 복사압과 야르콥스키 효과, 상대적으로 약한 수성의 중력 등의 복합적인 이유 때문이다.
- 툴레 소행성군
목성의 공전주기의 3/4되는 위치에 있는 소행성군
- 힐다 소행성군
목성의 공전주기의 2/3되는 위치에 있는 소행성군
- 아폴로 소행성군
평균 거리가 지구보다 멀고, 공전하는 동안 최대 1.017 천문단위까지 가까이 다가오는 소행성군이다. 그 특성 때문에 트로이 소행성군과 함께 포함될 수 있다
- 벌칸족 소행성군
정확히 말하면 가설상의 소행성군이다. 이름의 모티브는 로마 신화에서의 화산과 대장장이의 신인 불칸.(그리스 신화의 헤파이스토스) 수성 궤도 안쪽을 돌고 있는 소행성들은 전부 이 소행성군에 속하는 것으로 취급되지만, 아직까지 뚜렷한 증거가 없어서 가설상으로만 남아있다. 덧붙여서 이름인 벌칸(Vulcan)이라는건, 수성궤도 안쪽에서 돌고 있는 미지의 행성 불칸에 의해서 수성의 근일점이 편이된다는 역사적 가정에서 왔다.(물론 일반상대성이론으로 인하여 43각초의 오차까지 계산이 완료되어서 행성 불칸의 존재는 부정되었다.) 현재 태양에 가장 가까운 소행성은 2019 LF6으로 태양과의 평균 거리가 0.5553 천문단위다.
- 그 외
상술한 소행성군 외에도 불규칙한 소행성군이 존재하며, 그중 대표적인건 화성의 공전 궤도를 가로지르는 아모르 소행성군과, 지구 안쪽에 존재하는 아텐 소행성군이다. 그외에도 아티라 소행성군, 고립 천체 등이 존재한다. 외계에서 온 소행성 항성간 천체도 추가 발견되었다.
4. 소행성 발견의 단서
18세기 독일의 학자 티티우스와 보데는 태양과 행성과의 거리에서 묘한 규칙성을 발견한다. 0.4(수성) - 0.7(금성) - 1.0(지구) - 1.6(화성)... 이 수열을 보여주는 공식은 0.4 + 0.3 X 2ⁿ으로 정리되어 "티티우스-보데 법칙"으로 알려진다. 이 수열은 지구와 태양과의 거리를 1로 정한 AU(천문단위)와도 부합된다.
이 공식대로라면 1.6 다음에는 2.8과 5.2 - 10.0 - 19.6.. 등이 오게 된다. 5.2와 10.0에 해당되는 수치는 태양과 목성 및 토성과의 거리 비율과 거의 일치하며, 이 공식이 공개된지 얼마 안 되어 발견한 천왕성조차 거리 비율이 19.6에 해당하는 수열에 접근한다는게 밝혀지면서, 천문학자들은 '''해당 사항이 없는 2.8'''에 주목하고 이 수치에 해당하는 화성과 목성 사이의 우주 공간에 "미지의 천체"가 존재하리라는 가설을 세우게 된다.
4.1. 소행성의 발견
19세기의 개막과 함께 미지의 천체는 베일을 벗는다. 1801년 1월 1일 이탈리아의 천문학자 피아치가 시칠리아섬 팔레르모 천문대에서 화성과 목성 사이를 떠돌던 천체 하나를 발견하고, 여기에다 농경의 여신이자 시칠리아의 수호여신 케레스(영어식 발음 세레스+의 이름을 갖다붙인다 (2006년 국제천문연맹의 판결로 왜행성으로 분류). 두번째는 이듬해 1802년 발견된 팔라스(전쟁과 승리의 여신 아테나의 이명). 정작 신들의 여왕 주노(헤라)는 세번째 소행성의 이름으로 밀려났다. 질투의 화신으로 안주인으로서의 품위를 지키지 못한 인과응보인가? [10]
20세기에 들어서면서 1923년 1,000번째, 1990년에는 5,000번째 소행성이 발견되고, 2008년 7월 17일 기준으로 189,407개가 등록되었다. 초기에 발견된 소행성들은 거의 여성의 이름을 붙인 것이 특징. 하지만 소행성의 개수가 늘어나면서 그런 거 없어졌고, 신화에 등장하는 신이나 인물의 이름이 바닥나자 이후에는 발견자 및 역사상 유명 인사[11], 또는 인명 아닌 어휘 등으로 명명되고 있으며, 한국인 이름도 적지 않다. 이하 소행성 등록번호와 이름은 한국어 위키백과를 참조했다.
일본인이 발견해서 한국어 이름을 붙인 소행성
4.2. 소행성의 임시 명칭 명명법
임시 명칭을 지을 때는 발견된 사진의 연도[12]가 가장 앞에 붙고 보름 단위로 발견 날짜를 구분하고 발견된 순서로 임시 명칭을 짓는다. 이 기준은 1925년부터 쓰이고 있다.
발견 날짜와 발견된 순서는 대문자 알파벳으로 짓는데 둘 다 영문자 I는 들어가지 않는다. 그러므로 발견 날짜에 쓰이는 알파벳은 전부 24개, 발견된 순서에는 전부 25개가 쓰이고 만약 1950년 2월 하반기에 찍은 사진에서 첫 번째 소행성이 발견되었으면 1950 DA라고 짓는 식으로 발견 날짜는 12월 하반기를 나타내는 Y까지 쓰인다. 상하반기를 가르는 기준은 월의 길이와 상관없이 15일과 16일 사이이다.
그리고 두 번째 소행성 뒤의 작은 번호는 그 문자가 몇 번 반복되어 쓰인 지를 나타낸다. 2007 OR이라는 소행성이 있으면 그 소행성은 2007년 7월 하반기에 찍은 사진에서 17번째로 발견된 소행성이라는 이야기지만 2007 OR10이라는 이름이면 2007년 7월 하반기에 찍은 사진에서 267번째로 발견된 소행성이라는 이야기다.[13]
예외적으로 6344 P-L 같은 경우도 있는데 이는 과거 4번의 관측에서 발견된 소행성들에 붙은 부호로 1960년대의 팔로마 라이덴의 조사(P-L) 및 1971년, 1973년, 1977년의 1차, 2차, 3차 트로이 소행성 조사(T-1, T-2, T3)에서 발견된 소행성들에 붙었다. 6344 P-L은 팔로마 라이덴의 조사에서 6344번째로 발견한 소행성이라는 의미.
이심률이 1 이상인 경우는 혜성 분류법과 비슷한 형식으로 앞에 혜성을 의미하는 '''C/''' 대신 '''A/'''가 붙는다.[14] 이들은 혜성으로 재분류될 수 있으며 이러한 기호가 붙은 소행성은 2018년 5월 14일 기준으로 A/2017 U1와 A/2017 U7 두 개가 있다.
5. 소행성 크기 순서
소행성대에는 가장 큰 세레스[15]부터 평균직경이 100 km 이상인 소행성이 총 230개[16] 존재한다. 출처, 출처2 이하는 각각 평균 지름을 기준으로 순서대로 나열한 것이다.[17] 단, 추정치의 ±값이 2~4 km는 기본에, 20 km를 넘는 것도 있는 등 추후 관측에 의해서 얼마든지 순서가 뒤집힐 수 있으므로 자료의 공신력은 높지 않음을 참고해야 한다. '''*''' 표시는 트로이 소행성군.
소행성의 크기는 다음의 방정식 $$d = 10^{[3.1236 - 0.5\log_{10}(a) - 0.2H]}$$을 사용하여 대략적으로 추정해볼 수 있다. 여기서 d는 크기(단위: km), a는 알베도, H는 절대 등급(1AU 기준 밝기)을 의미한다.[18]
평균직경 100km 이상 소행성 목록 [펼치기 / 접기]
이하는 아슬아슬하게 100 km를 넘지 못하는 것들.
'''관측할 때마다 매년 추정치가 몇 km씩 변동하므로 표 상의 순위는 얼마든지 바뀔 수 있음을 다시 한번 고한다.'''
6. 대중매체에서
영화나 애니에서 운석과 함께 지구 멸망의 단골 소재로 자주 등장한다. 인류에게 그야말로 꿈도 희망도 모두 앗아가는 존재. 통상 이 경우 몇몇 영웅들이 목숨을 걸고 소행성을 파괴하거나 인류가 소수의 인재를 방공호와 같은 대피소로 피난시켜 후일을 기약하는 게 주요 패턴. 이러한 과정을 다룬 매체로는 딥 임팩트, 아마겟돈 등이 있다.
이런 상황에서도 때때로 슈퍼로봇들의 힘자랑 대상이 된다. 용자특급 마이트가인의 그레이트 마이트가인은 미완성 상태의 초전도포를 사용하여 '''전장 10km, 중량 100억톤'''의 소행성을 일격에 가루로 만들었고,[20][21] 철인 28호 FX 에서는 철인과 블랙 옥스가 제노사이드 버스터를 발사하여 소행성을 분쇄하기도 했다.[22]
디센트 1에서는 숨겨진 레벨이 소행성대에 있는 어느 소행성에 위치한 비밀기지라는 설정이다. 그다지 크지 않은 레벨 크기에 비해 난도는 매우 높은 편. 원래 숨겨진 레벨을 거치지 않으면 후반부에서나 볼수있는 '''퓨전 헐크'''를 이 비밀레벨 경유시 미리 조우할수 있으며 헤비 헐크나 클래스1 드릴러[23]같은 매우 강력한 적들도 즐비하다.
우주여행이나 우주전쟁을 소재로 하는 비디오게임에서는 소행성의 광물을 채굴해 자원을 얻는다는 설정이 자주 등장한다. 실제로 실현 가능성이 있으며 인류도 언젠가는 소행성에서 얻어진 자원으로 우주개발을 할지도 모른다.
기동전사 건담 애니메이션에 등장하는 우주기지인 루나 투, 아 바오아 쿠(제단의 문), 솔로몬(콘페이토), 액시스 등은 모두 소행성이다. 우주 콜로니를 건설하기 위한 자원 채취원으로 소행성대에서 지구 부근으로 끌려온 소행성들로, 핵융합로에 로켓 엔진을 연결한 "핵펄스 추진기"라는 것을 부착해 장기간에 걸쳐 지구까지 몰고왔다고 한다. 루나 투는 실존하는 소행성인 쥬노로 가장 먼저 지구 부근에 도착했으며, 가장 나중에 목성-화성간의 태양 공전궤도를 이탈해 지구로 출발한 소행성은 액시스다.
지름 500km의 소행성이 지구에 충돌하는 것을 상정해서 시뮬레이션한 다큐멘터리 영상. 보러가기 [24]
미드 익스팬스 에선, 독자적인 생활권을 유지하는 것으로 나온다. 지구에서 벗어난 인류가 화성을 식민지로 만들고 소행성대에서 나오는 광물로 발전해왔으며 오랜기간 우주에 있다보니 언어, 생활, 신체적인 특성까지 변화한 사람들로 나온다. 거대한 소행성에 기지를 만들어놓고 살고 있으며 스스로를 벨터라고 부르면서 화성과 지구와 같은 행성민들을 배척하는 편이다.
커벌 스페이스 프로그램에서는 소행성을 관측하고 탐사할 수 있으며 지구에 충돌하는 소행성이 있으면 그것을 다른곳으로 멀리 보낼수도 있고 지구에 안전하게 착륙시켜 갖고 놀 수도(?) 있다.
가설 시나리오로 2019년 3월 26일에 발견되었고, 2027년 4월 중에 지구 충돌 가능성이 '''1%'''인 소행성 시나리오도 있다. 자세한 건 2019 PDC 문서 참조. #
망가타임 키라라 캐럿의 사랑하는 소행성은 고교 지구과학부에서 소행성을 발견 싶다는 꿈을 가진 주인공과 주변의 지질계 학부들의 이야기다.
7. 문서가 있는 소행성
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번호 없음 [펼치기 / 접기]
[1] 목성과 같은 궤도를 도는 경우를 포함[2] 목성궤도 바깥에서도 소행성과 비슷한 것이 발견됐는데, 이는 소행성과 혜성의 성질을 동시에 띄고 있거나 얼음덩어리로 되어 있어 소행성과 성질이 다르다는 사실이 알려졌다. 이를 소행성체(Minor Planet)로 구분하여 부른다. Minor Planet에 포함되는 것도 종종 소행성(혹은 소천체)이라고 불린다. 그러므로 왜행성도 포함되지만 낮은 확률로 소행성에 포함되지 않을 수도 있다.[3] 별똥별/운석[4] 이전 국제천문연맹에서는 100µm~10m 크기의 천체를 유성체로 지정했다가, 지름 10m의 소행성을 발견해서 다시 기준을 바꾼 것. 그리고 최근에는 지름 1m로 추정되는 소행성이 발견되었다고 한다. 현재까지 발견된 소행성 중 가장 작은 것은 1AU 기준 33.2등급인 2008 TS26으로 반사율 0.13 기준 지름이 84'''cm'''로 추정된다.[5] 첼랴빈스크 운석우 사건때의 소행성의 크기가 17m 정도로 추정되며 16시간 뒤 지구를 스쳐지나간 소행성 두엔데의 크기가 20×40 m 정도다.[6] 현재는 엄밀한 정의에서 소행성체(minor planet)로 분류 [7] 궤도경사각이 120도에 가깝고, 이심률도 1.1을 넘는다. 처음에는 지금까지 몇 번쯤 발견된 전례가 있는 외계 혜성인 줄만 알았는데 더 오래 관측해본 결과 이심률은 1이 넘는데 정작 혜성의 꼬리나 코마 같은게 없었다.[8] 여기서 움직이는 소행성들은 목성과 3:2 궤도 공명을 하는 힐다 소행성군과 1:1 궤도 공명을 하는 트로이 소행성군으로 소행성대 천체들의 극히 일부에 불과하다.[9] 사실 SF작품에서 묘사되는 것은 소행성대가 아니라 행성의 고리 부분에 가깝다. 로슈 한계 내에서 일정 크기 이상의 위성이 모행성의 기조력 때문에 모조리 산산이 바스라져서 각기 공전궤도와 속도를 달리하는 암석조각의 무리가 된 것이 행성의 고리이기 때문.[10] 사실 칼리스토의 예를 보면 알겠지만 제우스가 죽일 놈이기는 하지만 헤라도 그다지 착한 신은 아니다.[11] 예를 들어 우주 경쟁 시기의 레전드나 순직 우주인들은 거의 다 자기 이름 붙은 소행성이 하나쯤은 있다. 심지어 그 우주인을 연기한 배우도 갖고 있다.[12] 말 그대로 그 천체가 발견된 '''사진의 연도다.''' 이는 소행성체도 포함되며 2003 UB313라는 임시 명칭이 붙은 왜행성 에리스가 해왕성 바깥 천체로서 발견된 연도는 2005년 1월이다.[13] R10 부분을 17+(25*10)로 치환해서 보면 된다.[14] 각각 혜성과 소행성을 의미하는 '''C'''omet과 '''A'''steroid의 앞글자다.[15] 최초의 왜행성이라는 타이틀도 갖고 있다.[16] 평균 직경 40 km이상 ~ 100 km 미만인 소행성은 총 589개가 발견됐다. 또한 해왕성 궤도 너머엔 아직 발견하지 못한 그 정도 크기의 천체가 수 천 개 이상 있을 것으로 추정된다.[17] 출처의 표의 내용을 그대로 따온 게 아니라 각 문서에 기재된 추정치 중 가장 최신 데이터를 가져왔음.[18] 출처 : Asteroid Size Estimator[19] 평균밀도가 약 10 g/cm3으로 은(10.5)과 비슷할 만큼 매우 높다.[20] 에너지가 모자라 광룡의 도움을 받기는 했지만, 이 경우 광룡과의 전투 때문에 에너지가 절반으로 감소한 상태였기 때문에, 풀 차지 상태에서 쐈어도 박살나는 건 매한가지 였을 것이다. 실제로 당시 광룡이 채워준 에너지는 나머지 절반분 밖에 되지 않았다.[21] 해당 회차: 27화 날아올라라! 그레이트 마이트가인[22] 해당 회차: 46화 미래로의 선물[23] 게다가 투명한 드릴러도 끼어있다. 맵 전체적으로 어둡기 때문에 이 맵의 개같은 난도에 일조한다.[24] 지구에 근접하는 소행성 중 가장 큰 게 1036 가니메드(지름 약 31km)와 433 에로스(평균 지름 16.84km) 정도. 크기로는 그나마 가장 가까운 게 소행성대의 팔라스, 베스타, 그리고 토성의 위성 엔셀라두스, 천왕성의 위성 미란다 정도다. 여담으로 자이언트 임팩트 당시에는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 추정되고 있다.