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태양계 탄생 비밀 간직한 왜행성 세레스, 베일 벗나…미 탐사선 6일 밤 도착

NASA의 왜행성 탐사선 돈.

태양계의 깊은 어둠 속에 잠들어있던 왜(矮)행성에 여명이 밝아오고 있다. 미국항공우주국(NASA)은 무인 탐사선 돈(Dawn, 새벽ㆍ여명)이 한국 시각으로 6일 오후 10시36분께 화성과 목성 사이에 있는 왜행성 세레스(Ceres, 로마신화의 농업·곡물의 여신) 궤도에 안착했다고 밝혔다. 2007년 9월 발사한지 7년 5개월 만이다. 돈은 앞으로 16개월간 세레스 주위를 돌며 탐사활동을 벌일 예정이다. 인류가 왜행성을 탐사하는 것은 이번이 처음이다.

왜행성(Dwarf Planet)은 흔히 행성과 소행성 중간의 천체로 불린다. 국제천문연맹(IAU)의 정의에 따르면 ▲태양 주위를 돌며 ▲공 모양 형태를 유지할 수 있을 만큼(체적력을 극복할 수 있을 만큼) 충분한 질량을 갖고 있고 ▲궤도 주변에 다른 천체들이 있고 ▲다른 행성의 위성이 아닌 천체를 가리킨다. 쉽게 말해 행성처럼 공전을 하고 겉모습도 엇비슷하지만 크기·중력은 행성에 못 미치는 작은 천체란 얘기다.

왜행성 탐사선 돈이 양이온을 내뿜으며 날아가는 모습을 그린 상상도.

‘세레스’는 지름이 약 950㎞로 미국 본토의 38% 크기다. 화성과 목성 사이 ‘소행성 벨트’에 있는 천체 가운데 덩치가 가장 크다. 전체 질량의 약 25% 정도가 수분으로 추청되며, 표면 얼음층 사이로 수증기가 뿜어져 나오는 모습이 유럽우주국(ESA) 우주 망원경에 포착되기도 했다. 1801년 발견 직후에는 행성으로 알려졌지만 주위에서 다른 소행성이 많이 발견되며 소행성 중 하나로 불렸다. 이어 2006년 IAU가 행성과 왜행성에 대한 정의를 새롭게 하면서 명왕성(행성→왜행성)과 함께 왜행성으로 재분류됐다(소행성→왜행성).

탐사선 돈이 약 4만km 떨어진 곳에서 촬영한 왜행성 세레스의 모습.
세계 과학계가 ‘세레스’와 같은 왜행성에 주목하는 것은 46억년 전 태어난 태양계 진화의 비밀을 그대로 간직하고 있기 때문이다. 중력이 약한 왜행성은 행성과 달리 대기가 없다. 덕분에 태양계 생성 당시의 물질이 진공상태로 고스란히 보존돼 있다. 표면은 운석이 떨어진 흔적(크레이터)들로 가득하다.

NASA 제트추진연구소(JPL)의 캐롤 레이몬드는 “세레스를 연구하면 태양계, 특히 지구형 행성의 형성 과정을 이해할 수 있다”며 “세레스는 금성ㆍ지구ㆍ화성을 만든 '빌딩 블럭'의 샘플”이라고 말했다.

‘돈’은 세레스까지 약 49억㎞를 날아갔다. 제논 가스에서 뽑아낸 양이온을 광속에 가까운 속도로 내뿜는 이온엔진을 이용해서다. 앞서 지난 2011년에는 소행성 베스타에 들러 탐사활동을 벌였다.

김한별 기자 kim.hanbyul@joongang.co.kr
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