지구 주변에 10억 개 이상 날아다니지만, 지금까지 발견된 것은 고작 1만 개 정도인 근지구천체(소행성과 혜성)!

태양계 기원에 대해 단서를 주고 지구 생명체 탄생에 조력자이자 엄청난 자원의 보고이며 머나먼 우주를 향한 탐사의 주춧돌이 될 작지만 태양만큼 중요한 이 작은 천체들은, 그러나 한 번의 충돌로도 지구 문명을 끝장낼 수 있다!!

소행성과 혜성은 지금 이 순간도 지구 주변에 있으며, 매일 같이 우리 머리 위로 그 부스러기를 떨어뜨린다. 하지만 항상 작은 것들만 날아오는 것은 아니다!!

작지만 위험하고, 위험하지만 아주 중요한 태양계 작은 이웃 소행성과 혜성의 여행을 NASA 행성과학자가 안내한다.

낭만과 파괴의 두 얼굴, 소행성과 혜성

생텍쥐페리의 소설 《어린왕자》에는 B612라는 소행성이 나온다. 어린왕자의 집이자 그가 사랑하는 장미가 사는 곳이다. 작지만 어쩐지 아늑할 것 같은 소행성 B612는 한번쯤 가보고 싶은 꽤나 낭만적인 곳이다. 반면 소행성과 혜성은 무시무시한 ‘파괴자의 얼굴’을 보여주기도 한다. 소행성과 혜성의 지구충돌을 소재로 한 유명한 두 영화 『딥 임팩트』와 『아마겟돈』은 이 작은 천체들의 위협과 어마어마한 파괴력을 실감나게 보여준다.

예술작품 속에서만 그럴까? 현실에서도 마찬가지다. 하늘에서 떨어지는 별똥별을 보고 소원을 빌고 그들이 보여주는 ‘불꽃놀이’에 감탄하기도 하지만, 6,500만 년 전에는 10킬로미터급 충돌체(소행성이나 혜성)가 지구를 덮쳐 공룡을 멸종시켰다고 한다. 아니, 그렇게 멀리 갈 필요도 없이 1909년에는 러시아 퉁구스카 지역에 30미터급 충돌체가 떨어져 그 지역 2200제곱킬로미터의 숲을 초토화시켰고, 아주 최근 2013년에는 러시아 첼랴빈스크 상공에 작은 소행성이 충돌하면서 첼랴빈스크 지역 주민 1,500명이 부상을 입었다.

그리고 지금 이 순간에도 지구는 우주에서 날아온 ‘여행자’들과 끊임없이 부딪친다. 매일 적어도 100톤의 행성간물질이 지구로 비오듯 떨어지고 있다. 단지 그들이 너무 작아서 우리가 알지 못하는 사이 대기권에서 타 없어질 뿐이다. 하지만 언제나 작은 것들만 날아온다는 보장은 없다.

100년 전 퉁구스카에 큰 피해를 입힌 충돌체의 크기가 지름 30미터였는데, 30미터급 충돌체는 지구 주변에 130만 개가 있을 것으로 예상하며, 평균 200년에 한 번 지구와 충돌할 것으로 예측한다. 그렇기 때문에 지구 주변의 위협이 될 만한 작은 천체들을 미리 발견하고 계속 추적해 만일의 경우에 대비하는 연구조사활동이 꼭 필요하다. 《우주의 여행자》 저자인 도널드 여맨스 박사는 말한다.
“그들이 우리를 찾기 전에 우리가 먼저 그들을 찾아야 한다!”

우주를 여행하다 지구에 들르는 손님들

태양열로 얼음이 기화되면서 표면의 물질을 내뿜으면 혜성, 그렇지 않으면 소행성이라고 한다. 그런데 이 부분 말고는 큰 차이를 발견할 수 없고, 예외도 속속 발견되고 있어서 이제 분류방식을 새로 고민해야 할 만큼 둘 사이에는 차이가 별로 없다고 한다.

소행성과 혜성은 태양계의 또다른 구성원이다. 화성과 목성 사이 소행성대에서 60만 개가 넘는 소행성대 소행성들을 발견했고, 저 멀리 카이퍼 벨트나 더 먼 오르트구름에서 장주기혜성들이 날아온다. 소행성과 혜성은 고유의 자기 궤도를 가지고 있지만, 워낙 가벼운 탓에 주변의 영향으로 궤도가 쉽게 바뀐다. 그래서 어쩌다가 지구 주변으로까지 오게 되면 ‘근지구천체(Near Earth Objects, NEO)’라고 불리며 언젠가 지구와 충돌할지도 모를 ‘위험한’ 천체가 된다. 지금까지 지구 주변에서 크고 작은 근지구천체가 1만 개 이상 발견됐다. 이들 가운데 지구 궤도에 750만 킬로미터 이내로 접근하고 충돌로 재난을 일으킬 정도로 큰 소행성이나 혜성은, 특히 ‘지구위협천체’라고 한다.

지금도 전세계 곳곳에서 근지구천체를 발견하고 추적하는 탐사관측활동이 계속 진행되고 있다. 매달 3,000개의 소행성과 10개의 근지구천체가 발견되고 있다.
《우주의 여행자》는 지구인들에게 이 ‘손님’들을 소개한다.

소행성과 혜성, 인류에 새로운 기회일까?

전세계에서 활발하게 진행되는 소행성과 혜성 연구는 과연 ‘충돌의 위협’때문만일까? 한 번의 충돌로도 인류문명 전체가 붕괴될 수 있다는 점에서 가장 큰 이유가 되기도 하지만, 사실 이 소천체(소행성과 혜성)들을 연구하는 이유는 여러 가지가 있다.
우선 이들은 태양계의 기원을 밝히는 단서다. 소행성과 혜성은 46억 년 전 태양계가 형성될 당시에 살아남은 ‘화석’ 같은 존재들이기 때문이다. 46억 년 전 여러 ‘미행성’들이 충돌하고 뭉쳐져 행성들이 됐을 때 태양과 충돌해 사라지지도 않고, 태양계 밖으로 쫓겨나지도 않고, 다른 행성의 재료도 되지 않고 살아남아 태양계 초기의 환경을 오롯이 담고 있는 이들을 조사하면 태양계 초기의 열적?화학적 환경을 알아낼 수 있다.

또한 소행성과 혜성을 통해 지구 생명체 탄생의 기원을 밝힐 수 있다. 흔히 받아들여지는 지구 생명체 탄생기원설은 소행성과 혜성이 생명의 구성요소인 물과 탄소기반 물질을 지구로 전해줬다는 설이다. 소행성의 파편인 운석을 분석해보면 살아 있는 세포를 이루는 단백질의 기본 구성요소인 아미노산 같은 유기화합물이 풍부하다는 사실을 알 수 있다.

그리고 소행성과 혜성은 자원의 보고이기도 하다. 지구에는 매우 희귀해 고가인 백금족(플래티늄, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 루테늄) 원소가 풍부한 소행성도 있고, 철 같은 광물도 풍부하며, 물이 많은 소행성에서는 그 물을 수소와 산소로 분리해 로켓연료로 사용할 수도 있다.

소행성은 또한 유인 우주탐사의 주춧돌이 될 수도 있다. 차세대 유인 우주탐사 대상인 화성으로 가기 위한 각종 시험을 근지구소행성에서 진행하는 것이다. 이곳에서 우주인들은 소행성에서 어떻게 이동할 것인지, 먼지환경은 어떤지, 정신적?육체적 건강을 어떻게 유지해야 하는지, 생명에 치명적인 우주선(cosmic ray)에 어떻게 대응해야 하는지 등을 시험할 것이다.

2015년 11월 26일 버락 오바마 미국 대통령은 민간 기업과 개인에게 소행성 자원 채굴 및 소유를 허용하는 내용의 새로운 우주법 ‘상업적 우주발사 경쟁력 법(CSLCA)에 서명했다고 한다. 이제 미국의 민간 기업과 개인이 우주의 소행성 자원을 채굴하고 소유할 수 있게 된 것이다. 공유의 대상이었던 우주에서 상업적 소유권을 주장할 법적 기반이 만들어졌다. 《우주의 여행자》에서 저자는 곧 우주가 상업화될지도 모른다고 했는데, 그 시기가 매우 빨라졌다.

NASA의 행성과학자가 전하는 소행성과 혜성의 모든 것!

《우주의 여행자》는 소행성과 혜성에 대한 역사적 사실부터 최신 연구결과까지 두루 다루고 있는 ‘소천체 정보의 결정판’이다. 19세기까지는 ‘우주에서 날아온 돌’이라는 개념이 일반적이지 않았고, 1990년대에도 근지구천체의 전체 규모에 대해 아는 게 전혀 없었다. 충돌에 관한 지식이 기록으로 남기 시작한 것도 불과 얼마 되지 않는다. 저자가 이 책 머리말에서 최근까지 소행성과 혜성에 관한 자료를 모아봤자 팜플렛 정도밖에 안 될 거라고 말할 정도다. 이제는 소행성과 혜성, 근지구천체, 지구위협천체의 중요성을 인식하고 관심이 높아져 다양한 연구조사가 활발하게 이루어지고 있다. 《우주의 여행자》는 그 내용을 담고 있다.

소행성, 혜성, 유성체, 유성, 운석, 근지구천체, 지구위협천체가 무엇인지 알고 싶다면 이 책 1장을 읽으면 된다. 게다가 복잡한 소행성과 혜성의 이름이 어떻게 지어지는지도 알려준다. 2장에서는 태양계는 어떻게 형성됐는지, 어떻게 소행성과 혜성이 생겨나고 살아남았는지 설명한다. 3장에서는 ‘행성이주’ 개념으로 태양계 형성을 설명한 ‘니스모형’으로 태양계와 근지구천체의 형성 모습을 생생하게 소개한다. 생명을 주었으나 ‘대멸종사건’을 일으켜 공룡을 비롯해 많은 생물들을 멸종시킨 근지구천체의 모습은 4장에서 확인할 수 있다. 5장에서는 근지구천체를 찾아내고 추적하는 여러 탐사연구 활동들을 소개한다.

소행성과 혜성, 과연 어떻게 생겼고 어떤 운동을 할까? 알고 싶다면 6장을 보면 된다. 소행성이 그렇게나 ‘돈’이 된단 말인가? 확인하고 싶다면 7장을 읽으시길... 8장에서는 소행성 등 근지구천체 충돌의 무시무시함을 생생하게 엿볼 수 있다. 9장에서는 다가오는 소행성과 혜성을 어떻게 예측하는지 실무자들의 활약을 소개한다. 10장을 읽으면 다가오는 소행성과 혜성의 경로를 바꾸거나 파괴시키는, 마치 영화에서나 볼 수 있을 법한 대처방법이 실제로 있다는 사실과 그 방법까지 알 수 있다.
《우주의 여행자》 저자인 도널드 여맨스 박사는 오랫동안 미국항공우주국/제트추진연구소(NASA/JPL)에서 행성과학자로 일해온 소행성과 혜성 분야의 권위자다. 여맨스 박사는 나사에서 JPL에 설치한 ‘근지구천체 프로그램 연구실’을 책임지면서 소행성 이토카와에 하야부사 탐사선을 착륙시켜 표면시료를 채취해 귀환한 임무, 혜성 템펠1에 충돌선을 충돌시킨 ‘딥 임팩트’ 임무 등 다양한 우주탐사 임무에 참여했다. 그의 업적을 기려 2956 소행성은 2956 여맨스(Yeomans)라는 이름이 붙었다. 또한 한국에서 ‘소행성’ 하면 빼놓을 수 없는, 한국천문연구원의 문홍규 박사가 감수를 맡아 번역과정에 일어날 수 있는 실수를 꼼꼼히 잡아주었고, 자칫 어려워보일 수 있는 내용을 독자들이 더 편하게 이해할 수 있도록 부연설명을 달아주었다.

지난 해 크리스마스 이브에 2003 SD220이라는 거대 소행성이 지구에 근접 접근했다. 이뿐만이 아니다. 언제 어떤 소행성이나 혜성이 지구에 얼마만큼 접근할 것이라는 뉴스가 적지 않게 보도된다. 근지구천체는 그만큼 흔하게 오는 손님들이다. 《우주의 여행자》는 오늘도 지구 어딘가에 흔적을 남기고 있을 소행성과 혜성이 궁금한 모든 사람들에게 훌륭한 안내서가 되어줄 것이다.