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- 지름 60m의 이 암석이 달에 충돌하면 최대 천만 킬로그램의 물질이 지구로 날아올 수 있다
- 달 충돌 위험은 현재 4.3%에 불과하며, 점점 더 증가
- 충돌이 발생한다면 남반구, 남위 30도에서 40도 사이의 달에 충돌할 것
- "2032년 위성 함대의 규모를 고려할 때, 수백에서 수천 개의 위성에 충돌이 발생할 수 있다"

소행성 YR4: 달 충돌, 지구에 미칠 영향
2032년 충돌 파편으로 유성우 발생 및 위성 손상 가능성

소행성 2024 YR4가 7년 후 달에 충돌한다면, 장엄한 천체 광경을 연출할 것이다. 지름 60m의 이 암석이 달에 충돌하면 최대 천만 킬로그램의 물질이 지구로 날아올 수 있다는 분석 결과가 나왔다. 이러한 파편들은 고밀도 유성우를 유발하여 지구 궤도의 위성에도 피해를 줄 수 있다. 달 충돌 위험은 현재 4.3%에 불과하며, 점점 더 증가하고 있다. 

▲ 약 60미터 너비의 소행성 2024 YR4가 7년 안에 달에 충돌할 수 있다. 하지만 그 결과는 어떨까? 천문학자들은 이제 이 문제를 더 자세히 조사했다. © abrindomundo/ Getty images; NASA

지름 약 60m의 소행성 2024 YR4가 지구와 충돌할 것이라고 2025년 초에 발표돼 전 세계적인 우려를 불러일으켰다. 2032년 12월 22일, 충돌 위험은 일시적으로 3%를 약간 넘는 수준으로 상승했다. 이 소행성은 국제 행성 방위 위원회를 발동한 최초의 소행성이었다. 그러나 2025년 2월 말, 추가 관측 결과 이 ​​소행성이 지구를 비껴갈 가능성이 드러났다.

소행성이 달에 충돌한다면 어떨까요?

하지만 이제 달이 주목을 받고 있다. 최근 관측에 따르면, 소행성 2024 YR4가 7년 안에 지구의 위성과 충돌할 수 있다. NASA와 ESA의 보고에 따르면, 충돌 위험은 4.3%에 불과하지만, 최근 측정 결과에서는 그 경향이 증가하고 있었다. 소행성 2024 YR4는 현재 더 관측할 수 없으며, 2028년까지 망원경으로 관측할 수 없을 것이다.

▲ 달 충돌 확률은 현재 4.3%입니다. 천문학자들은 2028년까지 더 정확한 데이터를 수집할 수 없을 것이다. © ESA

하지만 22만 톤의 소행성 2024 YR4가 달에 충돌한다면 어떻게 될까? 그리고 충돌은 어디에서 일어날까? 웨스턴 온타리오 대학교의 폴 비거트(Paul Wiegert)와 그의 동료들은 이 문제를 더 자세히 조사했다. 그들은 암석과 컴퓨터 모델의 알려진 궤도 데이터를 사용해 결과적으로 생성될 달 분화구의 크기, 지구에 도달할 파편의 양, 그리고 이것이 지구에 미치는 영향을 조사했다.

수소폭탄의 에너지와 1km 분화구

첫 번째 결과:
소행성이 달에 충돌할 경우 약 6.5메가톤의 TNT에 해당하는 에너지가 방출될 것이다. 이는 수소폭탄 폭발과 같은 수준이다. 결과적으로 약 1km 크기의 분화구가 생성될 것이다. 천문학자들은 "이 크기의 분화구는 달에 약 5천 년에 한 번 형성된다"고 기술했다. "이는 2024 YR4만큼 큰 천체에 달이 충돌하는 것이 얼마나 드물고 이례적인 일인지를 보여준다.”

비거트와 그의 팀은 이미 소행성의 충돌 범위를 좁혔다. "만약 충돌이 발생한다면 남반구, 남위 30도에서 40도 사이의 달에 충돌할 것이다"고 그들은 보고했다. 시뮬레이션에 따르면, 충돌 지점은 달의 우리 쪽 측면에 위치할 가능성이 86%이다. 이 충돌로 인해 달 표면에서 약 1천억 킬로그램의 물질이 대기 중으로 솟아오를 수 있다.

▲ 모델을 사용하여 측정한 달의 소행성 YR4 충돌 지점. © Wiegert et al./ arXiv 2506.11217

얼마나 많은 충돌 파편이 지구에 충돌할까?

도대체 이 파편들은 얼마나 멀리 날아갈까? 일부는 지구에 도달할 수 있을까? 천문학자들은 분출물 중 약 0.02~0.2%만이 달의 중력을 벗어날 만큼 빠르다고 결론지었다. 이러한 마이크로에서 센티미터 크기의 파편 중 얼마나 많은 것이 지구에 도달하고 얼마나 빨리 도착하는지는 정확한 충돌 위치에 따라 달라진다. 연구팀은 이에 대한 시뮬레이션도 수행했다.

결과:
소행성이 달의 착륙 가능 경로의 서쪽 끝에 충돌할 경우, 소량의 파편만 지구 방향으로 날아갈 것이다. 비거트와 그의 동료들은 "이 파편들은 충돌 후 약 80일 후에야 지구에 도착할 것이다"고 보고했다. 소행성 2024 YR4가 경도 0도 근처 또는 그 동쪽에 있는 달에 충돌한다면 상황은 달라질 것이다. 충돌 시 분출된 물질의 약 10%가 며칠 만에 지구에 도달할 수 있다.

크리스마스 유성우?

이는 가시적인 결과를 가져올 것이다. 계산에 따르면 달 충돌로 인해 최대 천만 킬로그램의 파편이 지구 대기로 분출될 수 있다. 천문학자들은 "이는 일반적인 유성 유입량의 10배에서 100배다"고 설명한다. 즉, 이 소행성이 달에 충돌한다면 2032년 크리스마스에 하늘에 장엄하고 밀도 높은 유성우를 감상할 수 있다는 뜻이다.

"그 결과로 나타나는 유성우는 장관을 이룰 것이다"고 비거트와 그의 팀은 말했다. 이 경우 약 100㎛ 크기의 작은 유성 최대 10개가 지구 대기를 통과하여 타버릴 수 있다. 센티미터 크기의 큰 유성중에서도 평방킬로미터당 최대 하나의 빛나는 유성이 남게 될 것이다

위성에 대한 위험

하지만 우리 궤도 인프라에 미치는 영향은 그리 유쾌하지 않을 것이다. 달 충돌로 인한 마이크로미터에서 센티미터 크기의 파편이 지구 궤도의 위성에도 충돌할 것이다. 비거트와 그의 동료들은 "2032년 위성 함대의 규모를 고려할 때, 수백에서 수천 개의 위성에 충돌이 발생할 수 있다"고 보고했다. 이러한 충돌 대부분은 스타링크 위성을 포함한 저궤도 위성군에 영향을 미칠 것이다.

이러한 충돌 파편의 대부분은 매우 느리게 이동한다. 연구진은 그 에너지가 위성을 파괴하거나 전체 임무를 위험에 빠뜨릴 만큼 충분하지 않다고 설명했다. 그런데도 운석 충돌은 수많은 위성을 손상시킬 수 있다. 나중에 도착하는 파편이 초래하는 위험과 이 파편의 달 비는 얼마나 오래 지속될지는 아직 밝혀지지 않았다.

천문학자들에 따르면, 이번 결과는 달에 더 큰 충돌이 발생하면 지구에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. "따라서 행성 방어라는 주제는 지구 표면에 대한 충격의 영향만을 다루는 것이 아니라, 그 이상의 의미를 지닌다"고 비거트와 그의 팀은 강조했다.
(arXiv 사전 인쇄본, 2025; doi: 10.48550/arXiv.2506.11217)
출처: arXiv

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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