'우주선 충돌' 소행성 나이 밝혀냈다 [우주로 간다]

DART 소행성 충돌 임무서 수집한 자료로 쌍소행성 정보 밝혀내

과학자들이 미국 항공우주국(NASA) DART 소행성 충돌 임무에서 수집한 이미지를 사용해 쌍소행성 ’디디모스’와 ‘디모르포스’의 나이를 알아냈다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 30일(현지시간) 보도했다.

DART 우주선은 소행성이 지구와 충돌해 인류를 위협하는 사태에 대비해 소행성 경로를 바꾸기 위해 2022년 10월 진행된 프로젝트로, 소행성 디디모스를 공전하는 디모르포스에 충돌했다. 실제 이 충돌로 디모르포스의 공전 주기가 약 32분 가량 단축돼 우주선을 충돌시켜 소행성 궤도를 바꾸는 게 가능하다는 것을 입증했다.

NASA DART 우주선, JAXA 하야부사 우주선, NASA 오시리스-렉스가 수집한 데이터로 구성된 디디모스와 디모르포스의 이미지 (출처=A. Duchene과 C. Robin(ISAE-SUPAERO))

미국 존스홉킨스대 올리비에 바르누인 등 복수의 국제 연구진은 DART에서 수집한 자료를 분석해 디디모스와 디모르포스의 연구 결과를 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션에  발표했다.

올리비에 바르누인이 이끄는 연구진들은 디디모스의 높은 고도에 거칠고 크기가 10~160m인 큰 바위와 여러 개의 분화구가 있으며 낮은 고도 표면은 더 매끄러워지고 큰 바위와 분화구가 줄어드는 것을 발견했다. 디모르포스의 표면에는 다양한 크기의 바위가 있었고 표면에는 분화구가 거의 없지만 여러 개의 균열이나 단층으로 갈라져 있는 것을 확인했다.

디디모스의 공전으로 디모르포스가 어떻게 형성되는 지를 보여주는 영상 (출처= NPG Press 유튜브)

이를 통해 디모르포스가 디디모스에서 떨어져 나온 물질들이 중력의 영향으로 뭉쳐서 형성되었을 가능성이 높다고 연구진은 밝혔다. 또, 두 소행성의 분화구 수를 통해 두 소행성의 나이를 측정했다. 디디모스의 나이는 1천250만 년, 디모르포스의 나이는 약 30만년으로 추정됐다.

DART 충돌 직전에 포착한 디모르포스 표면의 균열 모습 (이미지 출처: A. Lucchetti et al., 네이처 커뮤니케이션)

이탈리아 INAF-파도바 천문대 연구팀은 두 소행성 표면의 바위 크기와 분포를 살펴본 후, 디모르포스의 바위들이 한꺼번에 형성된 것이 아닌 여러 단계에 걸쳐 형성됐고 암석들이 디디모스에서 왔다는 것을 시사하는 증거를 지녔다고 설명했다.

프랑스 툴루즈대 나오미 머독이 이끄는 또 다른 연구팀은 디디모스 표면을 가로지르는 바위 흔적을 조사해 디디모스 표면이 지지력이 매우 약한 느슨한 재료로 구성돼 지구의 마른 모래나 달 토양보다 훨씬 더 적은 무게만을 지탱할 수 있다는 것을 발견했다.

이번에 공개된 연구 결과는 DART 우주선의 소행성 충돌 전 디디모스 시스템에 대한 자세한 모습을 알려주고 향후 디디모스와 디모르포스로 향하는 유럽우주국(ESA) 헤라 임무에 정보를 제공할 예정이다.

올해 10월 발사될 예정인 헤라는 2026년 9월 다시 디디모스와 디모르포스와 만나 우주선 충돌 후 해당 시스템을 보다 포괄적으로 조사할 수 있는 고해상도 데이터를 수집할 예정이다.