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- 2020년 초, 궤도가 완전히 금성 궤도 안에 있는 소행성 "바티라(Vatira)" 최초로 발견
- 두 번째 예는 2021년에야 발견된 소행성 2021 PH27이다. 크기 1km, 타원 궤도
- 잠재적으로 위험한 "행성 살인자"는 추적하기 어려워, 태양에 가까이 있기 때문
- 밤에는 보이지 않고 태양과 동시에 하늘에 있어 낮이나 기껏해야 황혼에만 감지 가능

태양 근처에서 발견되지 않은 소행성?
금성과 수성의 궤도 내에 발견되지 않은 소행성 개체군이 있을 수 있다.

태양에 의해 빛남:
금성과 수성의 궤도에는 불안정한 궤도에 있는 잠재적인 "행성 살인자"를 포함 아직 탐지되지 않은 수많은 소행성이 있을 수 있다. 최근, 현재까지 태양에서 가장 가까운 소행성과 금성의 궤도 내에 완전한 궤도를 도는 최초의 소행성이 최근 발견됐다. 문제는 태양에 가까운 소행성은 탐지하기 어렵다는 것이다. 망원경이 황혼에만 탐지할 수 있다. 

▲ 2020년에 발견된 소행성 2020 AV2는 금성 궤도 내에 완전히 궤도를 도는 최초의 소행성이다. © Caltech-IPAC/ R. Hurt

태양계에 있는 대부분의 소행성은 화성과 목성 사이의 소행성대에서 기원한다. 그러나 충돌이나 행성의 중력 영향으로 이 고리 모양의 저장고에서 분출된 덩어리도 있다. 그들의 새로운 궤도는 지구 궤도나 금성 궤도의 크루즈로 만들 수 있다. 그러나 금성 또는 수성의 궤도 내에 완전히 포함된 태양 바로 근처의 영역은 덩어리가 안정적인 궤도를 찾기가 어려웠기 때문에 오랫동안 대체로 비어 있는 것으로 간주되었다.

▲ 수많은 미발견 소행성이 금성과 수성의 궤도 내에서 여전히 돌고 있을 수 있다. © Reyk YO! / gemeinfrei

태양 근처의 킬로미터 크기의 덩어리

그것은 실수일 수 있다. 일부 새로운 발견은 이제 오랫동안 생각했던 것보다 태양계의 가장 안쪽에 떠다니는 바위가 더 많을 수 있음을 시사한다. 2020년 초, 천문학자들은 궤도가 완전히 금성 궤도 안에 있는 소행성인 "바티라(Vatira)"를 최초로 발견했다. 2020 AV2 또는 'Ayló'chaxnim'으로 명명된 이 덩어리는 지름이 1km가 넘고 행성의 중력에 의해 태양에 가까운 면에 던져졌을 수 있다.

두 번째 예는 2021년에야 발견된 소행성 2021 PH27이다. 크기가 1km에 달하는 이 덩어리는 수성과 금성의 궤도를 도는 타원 궤도를 따르며 태양으로부터 2천만 킬로미터 이내로 다른 어떤 소행성보다 가깝다. 그 결과, 그 궤도는 태양계에서 관찰된 것 중 가장 강력한 상대론적 효과를 보여준다. 태양에 가까운 엄청난 중력은 태양에 가장 가까운 궤도의 지점을 100분에 1호씩 이동시킨다.

▲ 지구와 가까운 물체 분류. 태양 가까이에서 공전하는 다양한 유형의 소행성은 그들이 교차하는 행성의 궤도에 따라 분류된다. 'Ayló'chaxnim 소행성은 관측된 최초의 Vatira 유형이다. 원칙적으로 수성의 궤도 내부에만 존재하는 소행성(벌카노이드)도 가능하지만 아직 관찰되지 않았다. 출처: 관련논문 In the glare of the Sun / Science, GRAPHIC: N. CARY/SCIENCE)

불안정한 트랙

워싱턴에 있는 카네기 과학 연구소의 스콧 셰퍼드(Scott Sheppard)에 따르면, 이 크고 태양 근처의 덩어리는 아마도 고립된 경우가 아닐 것이라고 한다. 1km가 넘는 크기. Sheppard는 "지금까지 바티라스(Vatiras)와 태양 근처의 유사한 소행성이 거주하는 하늘 영역의 일부만 검색됐다"라고 설명한다.

문제:
태양에 너무 가까운 소행성의 궤도는 상대적으로 불안정하다. "예를 들어, 2020 AV2는 금성의 궤도를 건너기 전에 단 몇 백만 년 동안만 Vatira 궤도에 머물 것이다"라고 Sheppard는 설명했다. "그러면 조석력이나 태양에 의해 부서지는 행성과 충돌하거나 내부 태양계에서 완전히 방출될 것이다." 이러한 과정은 또한 이전에 감지되지 않은 소행성을 지구와의 충돌 경로에 놓이게 할 수 있다.

Vulcanoid 벨트가 있을까?

태양에 가까운 덩어리는 또 다른 이유 때문에 흥미롭다. 지금까지 소행성대는 태양계에서 대부분의 소행성의 기원지로 여겨져 왔다. 물리적인 이유로 소행성이 이 저장지대에서 화성 궤도를 넘어 태양 근처까지 침투하는 것은 비교적 어렵다. "물체가 더 안쪽으로 이동하려면 점점 더 무거워진다"라고 Sheppard는 설명했다.

이것은 Vatira와 태양에 가까운 다른 소행성이 다른 내륙 저장고에서 왔을 수 있음을 시사할 수 있다. 아마도 가상의 Vulcanoid Belt일 수도 있다. "Vulcanoids는 수성의 궤도 내에서 완전히 궤도를 도는 소행성"이라고 Sheppard는 말했다. "이것은 그곳에서 형성되었을 수 있고 수십억 년 동안 안정적인 궤도를 가졌을 수 있다.“

▲ 수성의 궤도 내에는 또 다른 소행성대인 벌카노이드(Vulcanoids)가 있을 수 있다. 그러나 지금까지 이에 대한 증거는 없다. © Szczureq/ gemeinfrei

태양으로부터 약 0.06에서 0.21 천문 단위 떨어진 수성 궤도 내 안정적인 궤도를 가진 영역이 있을 수 있다는 동적 계산은 그러한 "내부 소행성 벨트"의 존재를 나타낸다. 또한, 심하게 영향을 받은 수성의 표면은 태양에 가까운 태양계의 이 지역에 최소한 작은 소행성 저장소가 있을 수 있음을 나타낸다.

추적하기 어려움

그러나 문제:
Vulcanoids 또는 Venus 궤도 내의 불안정한 궤도에 있는 잠재적으로 위험한 "행성 살인자"는 추적하기가 쉽지 않다. 태양에 가까이 있기 때문에 밤에는 보이지 않고 태양과 동시에 하늘에 있다. 그들은 낮이나 기껏해야 황혼에만 감지할 수 있다. Sheppard는 "지구 궤도 내에서 궤도를 도는 많은 지구 근접 물체가 햇빛에 가려질 수 있기 때문에 사각지대가 생긴다"라고 말했다.

태양에 가까운 두 개의 소행성 ‘2020 AV2’와 ‘2021 PH27’도 황혼에 수평선 바로 위의 하늘 영역을 스캔한 망원경에 의해서만 발견됐다. 따라서 Sheppard는 소행성 탐색을 더욱 구체적으로 확장하여 황혼 조사를 포함할 것을 지지한다. 적합한 망원경으로는 캘리포니아의 Zwicky Transient Facility와 칠레의 Blanco Telescope의 Dark Energy Camera가 있다. 둘 다 이미 태양에 가까운 일부 Vatiras와 소행성을 발견했다.
(Science, 2022; doi:10.1126/science.abj9820)
출처: American Association for the Advancement of Science (AAAS)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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