물리 [표지로 읽는 과학] 소행성 ‘베누’의 시료를 기다리는 3개의 연구

[표지로 읽는 과학] 소행성 ‘베누’의 시료를 기다리는 3개의 연구

사이언스 제공

국제학술지 ‘사이언스’는 6일 세 가지 색 영역으로 나눠진 소행성 ‘베누’ 모습을 표지에 실었다. 사이언스는 이날  ‘초기 태양계의 표본을 채취했다’는 제목을 달아 베누의 암석 시료 채집을 기념했다. 이번 호에는 베누의 구성 성분을 분석한 연구만 3개가 실렸다.

미국항공우주국(NASA)가 2016년 보낸 탐사선 ‘오시리스-렉스’가 현지시간으로 10월 20일 베누 표면에 있는 시료를 채취하는 데 성공했다. NASA는 홈페이지를 통해 오시리스-렉스가 보내온 사진을 분석해 당초 목표로 했던 60g 이상의 시료를 채취했고, 시료를 ‘시료 회수 캡슐(SRC)’에 무사히 담았다고 전했다. 

베누의 시료는 두 가지 의미에서 중요하다. 근지구 소행성인 베누는 태양 궤도에서 공전하며 6년에 한 번씩 지구에 근접한다. 지구와 충돌할 위험이 있기 때문에 구성 성분을 분석해 밀도를 파악할 필요가 있다. 또 베누는 태양계가 형성될 당시부터 거의 일정한 궤도를 돌고 있는데 탄소를 포함한 소행성은 ‘타임캡슐’과 같아서 태양계 탄생에 관한 연구에 중요한 정보를 제공한다.

이번 호에 실린 3개의 연구는 오시리스-렉스가 보내온 데이터를 이용해 베누 표면과 성분을 분석했다. 회색, 자주색, 푸른색의 3개 영역은 각 연구의 결과를 나타낸다. 가장 왼쪽에 있는 회색 영역은 표면에 빛을 반사하는 정도를 그레이-스케일(gray-scale)로 나타낸 연구다.

자주색 영역은 가시광선과 적외선 범위에서 광학 분석을 통해 베누 표면 성분을 분석한 연구다. 물질에 따라 흡수하는 빛의 파장이 다른데 유기물질과 탄산염이 흡수하는 파장 그래프를 만들어 베누의 데이터와 비교했다. 

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연구팀은 베누 전체에 탄소 성분이 있다는 점과 함께 물을 포함한 필로규산염 광물이 광범위하게 존재한다는 사실을 알아냈다. 자주색 영역에서 필로규산염 광물 성분이 많을수록 붉은색을, 적을수록 푸른색을 띤다. 연구팀은 탄산 성분이 골고루 있다는 사실은 베누가 큰 소행성에서 떨어져나왔다는 사실을 뒷받침한다고 덧붙였다.

오른쪽 푸른 영역은 풍화 작용에 관한 연구다. 풍화작용이 일어난 달 표면을 적외선 이미지로 촬영하면 붉고 어둡게 나타난다. 그런데 베누처럼 물과 유기물질로 이뤄진 소행성에서는 풍화작용이 표면을 어떻게 바꾸는 지에 대한 정보는 없었다. 연구팀은 적외선 이미지를 이용해 베누 표면에 있는 암석과 표면을 관찰해 비교적 다양한 색이 나타나는 사실을 알아냈다.

파란색이 대부분이었지만, 거칠고 둥근 어두운색의 바위와 매끈하고 밝은 색의 바위가 관찰됐다. 붉은색일수록 최근에 표면으로 나와 풍화작용의 영향을 덜 받은 바위다. 연구팀은 다양한 색의 암석이 있다는 점이 베누가 큰 소행성에서 떨어져 나온 조각들이 뭉쳐서 만들어졌을 수 있다고 분석했다.

세 편의 논문 끝에는 ‘오시리스-렉스가 시료를 가져오면 더 자세히 분석할 예정’이라는 내용이 공통적으로 적혀있다. 계획대로 라면 오시리스-렉스는 2023년 9월 24일 베누의 시료를 들고 지구로 복귀한다.