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- 2025년 8월, 지름 380미터의 소행성이 예상과 달리 지구를 스쳐 지나갔다
- 태양의 열로 인해 가스가 방출되면서 천체들이 궤도 이탈, 그 결과 예측 불가능해.
- "어두운 혜성"은 소행성처럼 보이지만 꼬리도 코마도 없는 천체들

근지구 소행성이 "어두운" 혜성으로 밝혀졌다.

2025년 8월, 지름 380미터의 소행성이 예상과 달리 지구를 스쳐 지나갔다. 천문학자들이 그 이유를 밝혀냈다. 근지구 소행성 1998 SH2는 사실 "어두운 혜성"이었다. 어두운 혜성은 꼬리와 가스층이 직접 관측되지 않는 혜성이다. 그럼에도 불구하고 태양의 열로 인해 가스가 방출되면서 이러한 천체들이 궤도를 이탈하게 되고, 그 결과 더욱 예측 불가능해진다. 

오랫동안 소행성과 혜성은 완전히 다른 천체로 여겨졌다. 소행성은 물이 거의 없는 암석으로 이루어져 있으며, 대부분 태양계 안쪽, 특히 화성과 목성 사이의 소행성대에 위치하여 태양 주위를 공전한다. 반면 혜성은 해왕성 너머에서 유래했으며 얼음으로 덮여 있다. 소행성과 혜성은 태양계 내부를 특이한 궤도로 공전하면서 꼬리와 방출되는 가스와 먼지로 이루어진 가스층(코마)을 형성한다. 이것이 오랫동안 통용되어 온 정의였다.

소행성과 혜성의 경계에 있는 천체들

"하지만 최근 들어 소행성과 혜성의 전통적인 경계를 모호하게 하는 다양한 혼합 천체들이 등장했다"고 NASA 제트 추진 연구소의 다비데 파르노키아(Davide Farnocchia)와 그의 동료들은 설명했다. 예를 들어, 혜성과 유사한 궤도를 돌지만, 꼬리도 코마도 없는 천체들이 있다. 반대로, 소행성대에서는 궤도와 외형은 소행성과 비슷한데 갑자기 혜성처럼 꼬리를 형성하는 천체들이 발견되기도 했다.

"어두운 혜성" 또한 이러한 경계 천체 그룹에 속한다. 이들은 소행성처럼 보이지만 꼬리도 코마도 없는 천체들이다. 그런데도 이 천체들은 특이한 움직임을 보인다. 그 궤적은 중력 법칙만을 따르지 않고, 다른 요인들의 영향을 받고 있음을 시사한다. 천문학자들은 "현재까지 활동은 없지만 비중력적 영향으로 인해 궤도가 교란된 근지구 소행성이 14개 확인되었다"고 보고했다.

소행성 하나가 사라지다

이제 또 다른 근지구 "어두운 혜성"이 목록에 추가되었다. 지름 약 380미터의 소행성 1998 SH2는 수십 년 동안 알려져 왔으며, 이전에는 아폴로 소행성으로 여겨졌다. 이 소행성은 약 4.5년 주기로 태양 주위를 공전하며, 목성 궤도 바로 안쪽과 태양에 가장 가까운 지점(지구 궤도 바로 안쪽)을 오간다. 따라서 이 근지구 소행성은 지구에 비교적 가까이 접근하는 경우가 많으며, 이것이 바로 이 소행성이 면밀히 관측되고 있는 이유 중 하나다.

2025년 8월 28일, 1998 SH2 소행성의 또 다른 근접 통과가 예상되자 천문학자들은 NASA 심우주 통신망(DSN)의 레이더 안테나를 이전 궤도 관측 결과에 따라 소행성이 나타날 것으로 예상되었던 하늘 영역으로 향하게 했다. 그러나 1998 SH2는 나타나지 않았다. 대신, 이틀 후 망원경들은 완전히 다른 위치에서 소행성을 포착했다. 파르노키아 연구팀은 "소행성의 위치가 중력 효과만을 고려한 궤도 예측치에서 153초각, 즉 19표준편차만큼 벗어났다"고 보고했다.

▲ 1998 SH2 천체의 궤도는 전형적인 아폴로형 지구 횡단 우주선의 궤도와 일치한다. — © NASA

가스 방출이 1998 SH2의 궤도를 이탈시킨 것으로 보인다.

그렇다면 이러한 궤도 이탈의 원인은 무엇일까? 이를 밝히기 위해 천문학자들은 소행성이 근접 통과하는 동안 관측된 200개 이상의 광학 망원경 관측 자료를 분석했다. 그들은 이 데이터를 사용하여 야르코프스키 효과(Yarkovsky-Effect)가 1998 SH2의 궤도 이탈을 유발했을 가능성을 검증했다. 이 현상은 태양으로부터의 복사압과 복사열이 물체를 궤도에서 벗어나게 할 때 발생한다.

그러나 계산 결과 야르코프스키 효과만으로는 소행성의 궤도 편차를 10분의 1밖에 설명할 수 없다는 것이 밝혀졌다. 다른 요인이 작용하고 있다는 뜻이었다. 따라서 천문학자들은 칠레에 있는 유럽 남부 천문대의 초대형 망원경(VLT)과 하와이에 있는 캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)과 같은 고성능 망원경으로 촬영한 이미지도 분석했다.

그리고 실제로 "이 이미지들에서 희미하지만 뚜렷한 꼬리가 관찰되었다"고 유럽 남부 천문대의 올리비에 에노는 보고했다. 또한, 물체 주변에 얇은 가스층이 관측되었다. 따라서 소행성과 유사한 외형과 궤도를 가지고 있음에도 불구하고 1998 SH2는 혜성이다. 표면 아래에 얼음층이 존재하며, 태양에 접근하면서 가스를 방출하고, 이 반동으로 인해 궤도에 영향을 미치는 것으로 보인다. "따라서 1998 SH2는 이제 이중 지위 천체로 분류되며, P/1998 SH2라는 혜성 명칭도 받게 될 것이다"고 천문학자들은 밝혔다.

행성 방어에도 중요한 의미

1998 SH2는 단지 하나의 사례가 아닐 가능성이 높다. 천문학자들은 근지구 소행성 및 지구 근접 천체들 사이에 더 많은 어두운 혜성이 숨어 있을 수 있다고 추측한다. 이는 지구에 대한 잠재적 위협에 대한 새로운 시각을 제시한다. 파르노키아는 "가스 방출은 소행성보다 이러한 희미하고 어두운 혜성의 궤도를 더 크게 교란시킬 수 있다"고 설명한다. 따라서 이러한 천체들의 궤도는 더욱 예측하기 어렵다.

이는 행성 방어 및 근지구 천체 감시에 중요한 의미를 갖는다. 천문학자들은 "잠재적 위협으로 분류된 소행성 중 일부가 혜성으로 밝혀진다면 충돌 위험이 증가할 수 있다"고 경고했다. 얼음 혜성은 소행성과 구성 성분이 다르기 때문에 충돌이 임박한 경우 방어 임무 또한 그에 맞춰 조정되어야 한다.

NASA는 이미 근지구 천체(NEO) 탐사선이라는 위성 임무를 계획하고 있으며, 이 위성은 근지구 천체를 더욱 자세히 연구하고 미발견 소행성과 혜성을 탐색할 예정이다. 또한 지구 근처의 어두운 혜성을 더 많이 발견하는 데에도 도움이 될 수 있다.

출처: Davide Farnocchia (NASA 제트 추진 연구소, 패서디나) 외, Nature Astronomy, 2026; doi: 10.1038/s41550-026-02913-7

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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