[재미있는 과학] 소행성 관측 - '역사상 가장 위험한 소행성', 우주 망원경으로 감시하죠

[정승남세기영어교육연구회장]

[재미있는 과학] 소행성 관측

'역사상 가장 위험한 소행성', 우주 망원경으로 감시하죠

소행성 관측

이윤선 과학 칼럼니스트 기획·구성=윤상진 기자 입력 2025.03.11. 00:50 조선일보

작년 12월, 남아메리카 칠레에 있는 천체 망원경에 소행성 하나가 포착돼 전 세계적으로 화제였어요. 미 항공우주국(NASA) 등이 이 소행성이 2032년 지구에 충돌할 확률이 1.3%라고 발표했기 때문이죠. 유엔 자문 그룹 국제소행성경보네트워크는 지구 충돌 가능성 1%가 넘는 소행성을 발견하면 유엔 회원국에 알리는데, 이번에 역사상 첫 경고를 했어요. 한때 충돌 확률이 3.1%까지 올라 ‘관측 역사상 가장 위험한 소행성’이라고 평가됐죠.

과학자들은 거의 매일 충돌 확률을 계산해 발표했어요. 지금은 지구와 부딪치지 않고 지나가는 것으로 예상되지만, 소행성의 존재로 인해 많은 사람이 혼란에 빠졌었습니다. 오늘은 과학자들이 주목한 소행성 ‘2024 YR4’와 소행성 관측 방법에 대해 알아보겠습니다.

그래픽=유재일

‘역사상 가장 위험한 소행성’

이 소행성은 작년 12월 27일 소행성 감시 시스템인 ‘아틀라스(ATLAS)’에 의해 발견됐어요. NASA가 자금과 기술을 지원하고, 미국 하와이대에서 운영하는 관측 체계지요. 소행성은 발견 연도와 시기 등을 기준으로 이름을 붙이기 때문에 ‘2024 YR4’로 불리게 됐어요. 이 소행성의 지름은 최소 40m, 최대 90m로 추정됐어요. 90m는 30층 아파트 높이에 해당하죠. 이 소행성이 지구와 충돌한다면 반경 50㎞ 이내 지역이 충돌 피해를 입는다고 해요.

이 소행성은 태양을 중심으로 타원형 궤도를 그리며 움직이고 있는데, 지구와 점점 멀어지다가 2032년 12월 즈음에 다시 지구 근처로 돌아와요. 이때 지구 궤도와 겹치며 충돌할 수도 있다고 예측된 거예요. 충돌 확률은 지난달 18일엔 3.1%까지 올라 최고치를 기록했어요. 지금까지 NASA가 관측한 소행성 중 가장 위험한 것으로 여겨졌죠. 지구 곳곳의 여러 망원경으로 추가 관찰을 한 결과, 2월 말에서야 충돌 확률이 0%대로 떨어져 한숨 돌릴 수 있었답니다.

지구 곳곳 망원경이 소행성 관측

우주에는 수많은 소행성이 있어요. 태양계에만 해도 바위와 금속, 얼음으로 된 작은 소행성과 혜성이 150만개 이상 있다고 해요. 소행성들은 자신만의 궤도를 따라 움직이며 주기적으로 지구 주변에 나타나요. 과학자들은 이 중에서 지구와 충돌할 가능성이 있는 소행성을 추적 관찰하죠.

현재 지구에는 지구 근처 소행성을 지속적으로 관측하는 천체 망원경이 10대 이상 있답니다. 대표적으로 하와이·칠레 등에 설치된 아틀라스 시스템과 유럽우주국(ESA)이 운영하는 소행성 탐지 시스템 ‘플라이아이(Flyeye)’가 있어요. 플라이아이는 파리 눈을 모방해서 만든 망원경인데요. 파리 눈처럼, 여러 개의 렌즈를 배열했어요. 넓은 시야각으로 한 번에 많은 물체를 탐지할 수 있답니다.

지구 곳곳에 설치되어 있는 이 망원경들은 짧게는 15분에서 길게는 몇 시간 간격으로 같은 위치를 반복적으로 촬영해요. 시간의 흐름에 따라 변하는 사진 속 빛을 확인해서 새로운 소행성이 있는지 확인하죠.

망원경에 새로운 빛이 발견되면, 각 관측 장소에 있는 과학자들은 가장 먼저 소행성 및 혜성 데이터를 수집·분석하는 국제 기관인 소행성센터(Minor Planet Center)에 이를 공유해요. 이곳에서 소행성의 궤도·크기·위치 등의 관측 정보를 취합합니다.

그중에서도 소행성의 궤도는 지구와의 충돌 가능성을 알아내기 위해 꼭 알아야 할 정보예요. 소행성이 궤도에 따라 움직이다가 지구와 가까워졌을 때 만나는 순간이 있다면 충돌 위험을 확인하고 대비해야 하죠.

그렇다면 소행성 충돌 확률은 왜 계속 바뀌는 걸까요? 소행성의 예상 이동 경로를 ‘복도’라고 생각해 볼게요. 관측 초기에는 자료가 충분하지 않기 때문에 소행성이 어느 방향으로 갈지 불확실하고, 그만큼 복도의 범위도 넓어요. 이때는 넓은 복도의 일부분이 지구 궤도와 겹치기만 해도 지구와 충돌할 수 있다고 보고 있어요.

하지만 관측 데이터가 쌓이면 복도의 범위가 점점 좁아지면서 충돌 확률도 낮아지는 겁니다. 따라서 소행성의 충돌 확률은 일반적으로 발견 직후 오르다가 다시 내려가는 패턴을 보여요.

제임스웹 망원경으로 소행성 관측

소행성 ‘2024 YR4’는 두 달이 넘는 시간 동안 여러 대의 망원경이 관측을 한 결과, 충돌 가능성이 희박하다는 결론이 나왔어요. 하지만 완전히 안심할 순 없어요. 소행성의 궤도는 타원형이다 보니, 지구에 가까워지는 시기와 그때의 위치를 정확히 알기 어렵기 때문이에요.

변수도 많아요. 소행성이 다른 소행성과 부딪치거나 다른 천체의 중력에 영향을 받아 기존 궤도에서 벗어날 수 있어요. 그럼 충돌 가능성을 다시 계산해야 해요. 이 때문에 과학자들은 지구를 지나간 소행성도 지속적으로 관찰한답니다.

NASA는 ‘2024 YR4’를 더 자세히 분석하기 위해 ‘제임스웹 우주 망원경’을 본격적으로 이용할 거라고 합니다. 그동안 이 소행성을 관측했던 망원경은 모두 지구에 있었어요. 저 우주 멀리 있는 소행성은 구름이 많은 흐린 날이나 보름달이 환하게 비추는 날이면 관측하기가 어려워요. 그래서 날씨와 빛의 영향을 받지 않는 제임스웹 망원경을 이용하기로 한 거죠. 이 망원경은 주로 먼 우주의 별이나 블랙홀 등을 관측하는 데 활용돼요. 하지만 우리에게 위협적인 소행성의 존재가 나타난 만큼, 보다 더 정밀한 도구를 이용해 위험성을 파악하기로 한 거죠.

지구에서 약 150만km 떨어진 우주에 있는 제임스웹 우주 망원경은 적외선을 이용해 천체를 관측해요. 적외선은 우주에 있는 가스와 먼지 구름을 통과하기 때문에 더 멀리 있는 천체도 관측할 수 있어요. 이를 통해 충돌 확률을 더 정확하게 계산할 수 있을 것으로 기대되고 있답니다.

윤상진 기자 사회정책부

사회정책부 근무. '신문은 선생님' 코너를 기획합니다.

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