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- 트로이잔은 지구 궤도에서 우리 행성을 동반하는 큰 소행성
- 소행성 2020 XL5는 직경 1km 이상, 알려진 유일한 지구 트로이잔보다 3배 더 커
- 약 4천 년 동안만 남아 있을 듯
- 태양계 또는 원자재 공급원의 추가 탐사를 위한 이상적인 기반을 형성할 수 있어

지구의 가장 큰 트로이 발견
크기가 1킬로미터인 소행성은 태양 주위를 공전하는 지구와 동반

우주에 있는 동반자:
천문학자들이 지구의 두 번째 트로이잔을 발견했다. 

이 트로이는 지구 궤도에서 우리 행성을 동반하는 큰 소행성이다. 새로운 관측에 따르면 소행성 2020 XL5는 직경이 1km 이상이며 이전에 알려진 유일한 지구 트로이잔보다 3배 더 크다. 이것은 지구보다 앞서 있는 지구 궤도 상의 한 점인 라그랑주 점 4를 중심으로 공전한다. 시뮬레이션에서 알 수 있듯이 약 4천 년 동안만 그곳에 남아 있을 것이다. 

▲ 천문학자들이 두 번째 지구 트로이 목마(동종 중 가장 큰 것)를 발견했다 © NOIRLab/NSF, AURA /J. da Silva, Spaceengine

지구는 궤도에서 태양 주위를 혼자 돌지 않는다.
달 외에도 많은 작은 동반자가 있다. 여기에는 지구의 중력에 의해 일시적으로 갇힌 미니 위성뿐만 아니라 말굽 모양으로 우리 행성 주위를 진동하는 소행성도 포함된다. 태양계의 다른 행성에도 트로이가 있는 것으로 알려져 있다. 트로이는 행성 앞이나 뒤에서 60도 떨어진 라그랑주 지점 4와 5에서 소행성을 동반한다. 거대한 가스 목성에는 수천 개의 트로이 가 있다.

지구 트로이 검색

지구에서는 다르다. 라그랑주 점 4와 5는 해질녘에만 지구 기반 망원경의 시야에 들어오고 지평선 위로 그리 높이 올라가지 않기 때문에 관찰하기 어렵다. 이것이 천문학자들이 2010년 TK7과 함께 2011년에 우리 행성에서 처음으로 트로이를 발견한 이유다. 이 1.18 ± 0.08 km 너비의 소행성은 지구 궤도에서 우리 행성보다 약 60도 앞서 있는 지점인 라그랑주 지점 4에서 우리와 함께한다.

▲ 지금까지 알려진 두 개의 지구 트로이 목마는 라그랑주 점 L4(빨간색) 주위를 돌고 있다. © NOIRLab/NSF, AURA/J. da Silva

2020년 12월 PanSTARRS 망원경은 Lagrange 지점 4에서 또 다른 의심스러운 빛 지점을 감지했다. 바르셀로나 대학의 토니 산타나-로스(Toni Santana-Ros)와 그의 동료들은 "소행성 2020 XL5의 궤도 행동은 트로이 목마의 또 다른 후보가 될 수 있음을 시사했다"고 설명했다. 그러나 이 바위의 궤적은 이것을 확인할 만큼 충분히 정확하게 결정할 수 없었다.

동종 최대 규모

이것이 천문학자들이 칠레의 세로 파숑(Cerro Pachon)에 있는 SOAR 망원경으로 "의심스러운" 소행성을 표적으로 삼은 이유다. 공동 저자인 칠레 NOIRLab의 Caesar Briceño는 "새벽에 물체가 서쪽 지평선에 매우 낮았기 때문에 관찰하기 매우 어려웠다"고 말했다. 그러나 그들은 2012년부터 2019년까지 DAS(Dark Energy Survey)의 아카이브 이미지에서도 소행성을 추적할 수 있을 정도로 소행성의 궤적을 좁힐 수 있었다.

공개된 이미지:
2020 XL5는 실제로 지구의 트로이잔이며, 따라서 이러한 종류의 동료 중 두 번째로 알려져 있다. "SOAR의 데이터는 또한 물체에 대한 초기 광도 분석을 수행할 수 있게 해주었다."라고 Briceño는 보고했다. 이에 따르면 이 소행성의 지름은 1.2㎞로 2010년형 TK7보다 3배 정도 크다. 새로 발견된 트로이 목마는 또한 지구상에서 알려진 가장 큰 트로이 목마가 될 것이다.

2020 XL5는 어디에서 왔을까?

그러나 전임자와 유사하게 Trojan 2020 XL54는 우리 행성의 영원한 동반자가 아니다.

추가 모델 시뮬레이션에 따르면 약 4천 년 후에 라그랑주 점 4 주변의 궤도를 떠날 것이다. 소행성의 궤도는 이미 고도로 기울어져 있고 편심되어 있는데, 이는 천문학자들이 그 궤도를 오랫동안 돌지 않았기 때문이라고 생각한다. 이 덩어리는 약 500년 전에 라그랑주 지점의 중력 흡수원에 의해 포착되었을 수 있다.

트로이잔이 원래 어디에서 왔는지 여전히 불분명다.
그러나 그 구성에 대한 초기 측광 분석에서는 C형 소행성임을 시사한다. 탄소가 풍부한 이 흔한 소행성은 화성과 목성 사이의 소행성대의 바깥 부분에서 기원한다. "따라서 목성의 궤도 공명에 의해 주요 벨트에서 빠져나와 라그랑주 점에 잡혔다는 궤적에 대한 가능한 설명이 될 수 있다"고 연구자들은 설명했다.

거기에 더 많은 것이 있다.

천문학자들에 따르면 두 개의 트로이잔 2010 TK7과 2020 XL5가 같은 종류의 유일한 소행성은 아니며, 대신 우리 행성의 라그랑주 지점에서 발견되기를 기다리는 수많은 다른 소행성이 있을 수 있다.

<새로운 지구 트로이 목마와 그 발견 © NOIRLabAstro> 

 

Santana-Ros와 그의 동료들은 "L4와 L5 주변 지역에 대한 추가 검색을 통해 지상 트로이잔의 개체 수를 더 좁히고 아마도 더 많은 원시 대표자를 찾을 수 있을 것"이라고 기술했다.

또 다른 측면:
라그랑주 포인트는 상대적으로 적은 에너지 소비로 지상 탐사선에 도달할 수 있다.
이것은 그러한 물체에 대한 정찰 임무를 용이하게 하고 소행성 발굴을 장려할 수도 있다. "만약 우리가 더 많은 지상 트로이잔을 발견한다면 달보다 도달하는 것이 더 저렴할 것"이라고 Briceño는 말한다. "따라서 그들은 태양계 또는 원자재 공급원의 추가 탐사를 위한 이상적인 기반을 형성할 수 있다.”
(Nature Communications, 2022; doi: 10.1038/s41467-022-27988-4)
출처: NOIRLab

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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