지구 충돌 위험 소행성, 궤도 바뀌고 회전 속도 빨라졌다

아시아경제

2021.03.18. 13:3318,675 읽음 비밀글

한국천문연, 소행성 '2012 TC4' 세계 최초 관측 사실 밝혀

소행성. 자료사진. 기사와 관련이 없음.

 

두 차례나 지구에 근접해 충돌을 위협했던 소행성이 최근 자전축이 흔들리고 회전 속도도 빨라졌다는 사실이 한국 연구진에 의해 세계 최초로 확인됐다.

한국천문연구원은 체코 카렐대학교 연구팀과 함께 소행성 ‘2012 TC4’가 일반적인 소행성과 달리 특이한 비주축 자전운동을 하는 모습을 포착하고 관측 데이터를 분석해 TC4의 자전주기가 빨라졌다는 새로운 사실을 발견했다고 18일 밝혔다.

비주축 자전운동(non-principal axis rotation)이란 팽이가 쓰러지기 직전에 비틀거리면서 회전하듯이 도는 것을 말한다. 즉 회전 운동과 자전축이 회전하는 세차운동이 동시에 일어난다.

소행성 2012 TC4의 2012년과 2017년 광도 곡선. 사진제공=한국천문연구원

소행성 TC4는 지난 2012년과 2017년에 각각 지구로부터 약 9만5000km, 5만km 거리까지 접근했었다. 이에 지구에 근접하는 소행성들을 추적해 충돌 가능성을 확인하고 경보를 발령하는 유엔 산하 국제소행성 경보네트워크(IAWN)가 전세계 21개 천문대를 동원해 밝기 변화 등 감시에 나서고 있는 상태다.

크기는 15m x 8m로 추정돼 다소 작지만 2013년 2월 15일 러시아 첼랴빈스크에 상공에서 폭발한 소행성과 비슷해 지구에 충돌할 경우 국지적으로 인명과 재산 피해를 줄 수 있다. TC4는 자전 주기가 27.8분이며 세차 주기가 8.5분으로 빠르게 회전하는 소행성이며 반사율이 높은 암석들로 이뤄진 것으로 추정된다.

천문연-카렐대학교 공동 연구팀은 이 관측 데이터를 분석해 TC4의 3D 형상 모델을 구현하였고 그 결과, 2012년부터 2017년까지 5년 사이에 TC4의 자전 속도가 18초 빨라졌다는 것을 알아냈다. 소행성은 스스로 빛을 내지 않지 않고 햇빛을 일부만 반사하는 데다, 크기가 작아 직접 관측하고 연구하는데 제약이 많다. 연구진은 TC4가 자전하며 태양빛을 반사해 나타나는 밝기의 변화를 역산해 3D 모델을 구현했고 이를 통해 TC4가 비주축 자전 소행성임을 밝혔다.

소행성 2012 TC4의 3D 형상 모형. 사진제공=한국천문연구원

 

또 소행성에 가해지는 여러 가지 내외부적 요인을 가정해 계산한 결과 TC4의 자전 상태가 달라진 주요 원인은 소행성의 태양 에너지 흡수와 재방출에 따라 궤도가 변하는 요프(YORP) 효과 때문이라는 사실도 확인했다.

이희재 천문연 박사는 “근지구 소행성 특성과 요프 효과에 관한 연구는 지구 충돌 가능성이 높은 소행성을 조기에 발견하고 정확한 궤도를 알아내기 위해 매우 중요하다”며 “이번 연구를 통해 비주축 자전 소행성의 자전 변화를 실제로 확인했고, 향후 소행성 지구 충돌 위험 예측에 크게 기여할 것이다”라고 말했다.

이번 연구 결과는 ‘미국 천문학회 천문학 저널’(Astronomical Journal)의 지난달 11일자에 게재됐다.