2억㎞ 밖 소행성 3D 이미지 포착…질량·두 위성 궤도 등 수정
(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 화성과 목성 사이 소행성대에 있는 소행성 '클레오파트라'(Ceopatra)는 고대 이집트 여왕 클레오파트라에서 이름을 따왔지만 "개뼈 소행성"(dog-bone asteroid)이라는 별명을 갖고있다.
1880년에 발견된 뒤 치명적 아름다움의 이미지를 가진 여왕의 이름이 붙었지만 약 20년 전 레이더 관측을 통해 양쪽 끝에 둥근 돌출부를 가진 개뼈 모양이 드러나면서 이름과 걸맞지 않은 별명으로 불리게 됐다.
클레오파트라는 이후 두 개의 달(위성)까지 가진 것으로 관측되면서 많은 관심을 받아왔는데, 최근 3차원(3D) 모델을 만들 만큼 자세한 이미지가 포착되며 베일이 상당부분이 벗겨졌다.
유럽남방천문대(ESO)에 따르면 천문학자들은 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 분광·편광 특수카메라 '스피어'(SPHERE)를 이용해 클레오파트라 소행성의 가장 선명하고 상세한 이미지를 얻었으며, 이를 토대로 질량과 3D 형태, 두 위성의 궤도 등을 정확히 제시하는 두 편의 논문을 '천문학 및 천체물리학'(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다.
프랑스 마르세유 천체물리학연구소의 프랑크 마르키스 박사가 이끄는 연구팀은 2017년부터 2019년에 사이에 다양한 각도로 포착한 클레오파트라의 이미지를 확보해 3D 모델을 만들었다.
이를 통해 소행성의 길이가 약 270㎞에 달하고, 한 쪽 돌출부가 다른 쪽보다 큰 것을 확인했다.
마르키스 박사팀은 앞서 2008년 클레오파트라 주변에서 두 위성을 관측해 발표한 바 있다. 이들 두 위성에는 클레오파트라의 아들 이름을 따 알렉스헬리오스(AlexHelios), 클레오셀레네(CleoSelene)라는 이름이 붙었다.
체코 카를로바대학의 미로슬라브 브로시 박사가 이끄는 연구팀은 새로운 관측 결과와 첨단 모델링을 통해 이들 두 위성이 지금까지 알려진 것과는 다른 위치에서 궤도를 돌고 있는 것을 확인했다.
브로시 박사는 "달의 궤도가 틀리다면 클레오파트라의 질량을 포함해 모든 것이 잘못 산출되기 때문에 바로 잡을 필요가 있었다"고 설명했다.
새 궤도에 따른 클레오파트라의 질량은 이전 추정치보다 35%나 적은 것으로 나타났으며, 밀도도 1㎤당 3.4ｇ으로 이전 추정치(4.5ｇ)보다 낮았다. 이런 낮은 밀도는 클레오파트라가 다공성 구조를 갖고있으며, "자갈더미"와 마찬가지일 것이라는 의미로, 거대한 충돌 뒤 물질이 축적되면서 형성됐을 가능성이 높다는 점을 나타낸다.
연구팀은 클레오파트라가 자갈더미 구조가 붕괴하기 시작할 정도에 가깝게 빠른 속도로 자전하고 있어 작은 충격에도 표면 물질이 떨어져 나갈 수 있다면서, 이렇게 떨어져 나온 자갈들이 두 달을 형성해 알렉스헬리오스와 클레오셀레네가 진짜로 클레오파트라에게서 태어난 셈이라고 했다.
태양을 도는 궤도 상 아무리 가까워도 지구에서 2억㎞ 밖에 있는 클레오파트라는 약 40㎞ 밖의 골프공과 같은 크기로 대기의 영향으로 흐릿하게 보이는 현상을 교정해 주는 VLT의 적응광학(adaptive optics) 시스템 덕분에 SPHERE로 포착이 가능했다고 ESO는 밝혔다.
마르키스 박사는 "클레오파트라는 태양계의 독특한 천체로, 두 위성을 가진 복잡한 다중 소행성을 이해하는 것은 태양계에 관한 지식을 넓히는 데 도움이 될 것"이라면서 첨단 적응광학 시스템을 갖춘 극대망원경(ELT)이 가동되면 클레오파트라처럼 먼 거리에 있는 소행성의 이미지를 포착하는데 이상적일 것이라고 했다.
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