소행성의 발견과 종류

화성과 목성 사이의 궤도에서 태양의 둘레를 공전하는 소행성(asteroids) 은 행성보다 작은 암석질 천체로서 약간의 휘발성 물질을 함유하고 있습니다. 이들은 지구형 행성과 크기에 있어서 근본적으로 다르며, 이들 중에서 규모가 큰 일부 소행성은 왜소행성이라 불리기도 합니다.

소행성과 함께 소천체(minor planets)로 분류되는 혜성(comets)은 물과 다른 휘발성 물질이 고체 알갱이와 함께 얼어붙은 얼음 덩어리입니다. 혜성은 그들이 태양 근처에 접근했을 때 가장 눈에 잘 띄고 잠시 주변에 대기와 먼지와 가스로 이루어진 긴 꼬리를 형성합니다.

최근 들어 천문학자들은 혜성과 소행성의 중간 정도 특성을 가진 천체를 발견했지만 소천체의 구분 영역은 여전히 기억하기 쉽게 이 두 가지로 되어 있습니다.

 

1) 소행성의 발견과 분포

대부분의 소행성 궤도는 소행성대라고 불리는 화성과 목성 궤도 사이에 있습니다. 소행성은 너무 작고 어두워서 소행성의 최초의 발견은 성능이 좋은 망원경이 개발된 19세기가 지나서야 이루어졌습니다.

당시 천문학자들은 화성과 목성 궤도 사이에 또 다른 행성이 존재해야만 한다고 생각하였고, 이 행성을 찾는 데 혈안이 되어있었습니다.

1801년 이탈리아의 천문학자 피아치는 그가 발견한 최초의 소행성 세레스가 바로 실종된 행성일 것으로 믿었는데 이 소행성은 태양으로부터 2.8 AU 떨어진 궤도를 그렸습니다. 그러나 이듬해 또 다른 조그마한 천체가 비슷한 궤도에서 발견되었고, 1804년과 1807년에 2개가 더 발견되었습니다. 화성과 목성 사이에는 단일 행성이 없다는 것은 확실히 밝혀졌지만 지름이 1,000km가 되지 않는 작은 천체들의 집단이 존재한다는 것은 새롭게 알게 되었습니다.

현재까지 약 50만 개 소행성의 궤도가 알려져 있으며, 적외선 관측 등을 통해 약 2억 개 정도가 검출되었습니다. 이들 중에서 100km 이상의 지름을 가진 소행성은 200개 이상입니다.

가장 큰 소행성은 약 1,000km의 지름을 가진 세레스입니다. 현재까지 알려진 소행성의 질량을 모두 합쳐도 달의 질량보다 작습니다.

모든 소행성은 다른 행성과 마찬가지로 서에서 동으로 태양 주변을 공전합니다. 그리고 공전 궤도면은 지구나 다른 행성과 비슷한 평면에 놓여 있습니다. 태양으로부터 2.2에서 3.3 AU 사이에 소행성들이 많이 퍼져있는 지역이 있는데 이 지역을 소행성대라고 합니다. 이 지역에 분포하고 있는 소행성들의 공전주기는 3.3에서 6년 사이입니다. 75% 이상의 소행성이 이 소행성대에 속해 있습니다.

 

2) 소행성의 종류

소행성은 구성 성분에 따라 명백하게 구분됩니다. 대부분의 소행성은 석탄처럼 반사율이 3~4% 정도로 어둡습니다. 일부 소행성들은 반사율이 달보다 조금 큰 15~20%에 달하는 것들이 있으며 어떤 것은 무려 60%의 반사율을 가진 것도 있습니다.

어두운색의 소행성은 분광 연구에 의하면 규소와 유기 탄소 화합물이 혼합된 원시 소행성(태양계 생성으로부터 화학적으로 변화하지 않는 소행성)으로 판명되었습니다. 가장 큰 소행성인 세레스는 소행성대 바깥쪽에 분포하고 있는 대부분과 마찬가지로 원시 소행성입니다. 대부분의 원시 소행성들은 탄소 성분이 많이 함유되어 있는 C-형 소행성으로 구분하는데 원시 소행성 가운데 몇몇 개는 다른 광물질을 포함하고 있는 것으로 확인되었습니다.

두 번째로 많은 소행성 집단은 S-형 소행성이라 부르는데, 여기서 S는 석질 성분을 의미합니다. 이러한 소행성에는 탄소 성분의 물질이 결핍되어 있고 대신에 규소의 스펙트럼 특성이 잘 나타나며 표면 반사율도 상당히 높게 나타납니다.

세 번째 소행성 집단은 앞의 두 집단에 비해 개수가 매우 적으며 주로 금속 성분을 많이 함유한 M-형 소행성입니다. 금속성 소행성은 석질 소행성보다 전파를 잘 반사시키므로 레이더를 이용하면 존재를 쉽게 확인할 수 있습니다. 실제로 캐나다의 서드베리에 있는 세계 최대 광산의 철과 니켈은 10억 년 전에 충돌한 소행성으로부터 나오는 것입니다.