‘루시’ 인 더 스카이♪ 태양계의 비밀을 밝힐 새 탐사선

천문소식



루시를 싣고 하늘로 올라간 아틀라스 V 로켓(사진: NASA)




지난 10월 17일, 탐사선 한 대를 실은 아틀라스 V 로켓이 플로리다의 하늘 위로 솟아올랐습니다. 무사히 로켓과 분리된 이 탐사선은 ‘루시(Lucy)’라는 이름의 소행성 탐사선으로, 목성 트로이군이란 소행성군을 관측할 최초의 목성 트로이군 탐사선입니다.

그동안 NASA의 미션명은 꽤 거창했는데, 그에 비하면 루시라는 이름은 귀여운(?) 편이죠? 루시는 우주와는 상관없는 예상 외의 인물의 이름에서 왔습니다. 그 주인공은 1974년에 에티오피아에서 발견된 최초의 인류를 대표하는 화석, 루시입니다.

인류학자 도널드 요한슨이 이 화석을 발굴 중이었을 때, 마침 라디오에서 비틀즈의 곡 ‘Lucy In the Sky with Diamonds’가 흘러나왔고, 그 덕에 화석은 루시라는 이름을 얻게 되었습니다 관련기사. 루시의 발견이 인류의 진화 과정을 이해하는데 기여했듯이, 이번 미션이 태양계 형성과 발전을 이해하는데 큰 역할을 하길 바라는 마음으로 미션명을 루시라고 지었다고 합니다.


태양계 행성들과 목성 트로이군. 가장 바깥쪽 궤도를 도는 주황색 점이 목성,
그 주변의 초록 점들이 목성 트로이군이다 (이미지: NASA)


소행성이라고 하면, 보통 화성과 목성 사이의 궤도를 떠돌고 있는 소행성대나 지구 주변의 근지구천체들이 떠오르지만, 루시가 집중적으로 탐사할 지역은 목성의 앞과 뒤에 놓인 소행성 무리 ‘목성 트로이군’입니다. 과학자들은 이 소행성들을 트로이 전쟁에 참여한 군인들로 여겼는데, 목성 앞에 있는 소행성들을 트로이 전쟁의 그리스 측, 목성 뒤에 있는 소행성들을 트로이 측이라 부릅니다. 소행성 이름 역시 각 측의 영웅들의 이름에서 따왔고요. 이 목성 트로이군 안에서 발견된 소행성의 숫자가 무려 1만 개가 넘습니다(2021년 9월 27일 기준; 출처 ).


목성 말고도 다른 행성에도 트로이군이 있습니다. 트로이군에 대한 자세한 설명은 이곳을 참고하세요.

목성 트로이군이 어떻게 생성됐는지에 대해 과학자들 사이에서도 의견이 분분합니다. 목성이 생겨났을 때 목성 주변에서 목성 트로이군도 함께 생성됐다는 의견도 있지만, 더 멀리서 생겨났다가 목성의 중력에 이끌려 지금 위치에 온 것이라는 연구 결과도 있어요 출처. 이 목성 트로이군이 어떻게 생성되었는지 알게 된다면, 목성 트로이군뿐만 아니라 목성을 비롯한 가스행성들, 그리고 태양계 형성의 비밀까지 밝힐 수 있을지도 모릅니다. 이 답을 얻기 위해 NASA가 목성의 돌덩이들을 향해 탐사선을 보낸 것이죠.


주황색 선은 지구와 목성의 궤도, 초록색 선이 루시 탐사선의 계획된 이동 경로이다 (이미지: NASA)



루시는 지구 주위를 돌다가 속도를 높인 뒤 2025년에 드디어 첫 번째 탐사 대상인 52246 도널드요한슨을 만납니다. 이 소행성은 트로이군은 아니고, 화성과 목성 사이에 있는 소행성입니다. 글을 꼼꼼히 읽으셨다면 이 소행성의 이름이 낯익으실 텐데요, 바로 루시를 발굴한 인류학자 도널드 요한슨의 이름에서 왔습니다. 뜻깊은 만남이지만, 아쉽게도 갈 길이 멀기에 오래 머무를 수 없습니다. 루시는 2027년에 목성 트로이군의 그리스 측에 잠입하여 소행성 3548 에우리바테스, 15094 폴리멜레, 11351 레우코스, 21900 오루스를 만납니다.


이후 루시는 지구 쪽으로 방향을 돌려 한 번 더 속도를 얻은 뒤, 목성 트로이군의 트로이 측에 잠입합니다. 여기서는 617 파트로클로스와 메노에티우스라는, 서로를 공전하는 쌍-소행성을 관찰합니다. 쌍을 이루는 소행성이라니, 벌써부터 정체가 궁금해지네요. 루시는 어느 한곳에 정착하지 않고 소행성을 지나치며 관측하지만, 장착된 기기들은 짧은 시간에도 소행성의 사진을 촬영하고, 표면의 유기물 조성이나 표면 온도 등을 측정할 수 있습니다.


혹시나 루시가 소행성들을 지나다 소행성과 부딪힐 가능성은 없을까요? 미션 담당자인 해롤드 레비슨은 ‘만약 루시의 목표 소행성 중 하나에 서 있다면, 소행성군에 속해있는 줄도 모를 것이다’라고 말했습니다 출처. 소행성 간의 거리가 그만큼 멀다는 뜻이겠죠. 루시가 소행성과 부딪힐 걱정은 하지 않아도 되겠네요.

소행성을 지나치는 루시의 상상도. 태양열 패널로 동력을 마련한다 (이미지: NASA)


루시는 총 12년 동안 목성과 지구 사이를 누비며 소행성 관측을 하게 됩니다. 지구 주위를 돌며 속도를 얻거나, 그리스 측에서 트로이 측으로 이동하는데 많은 시간이 걸리기에, 실제 소행성을 탐사하는데 걸리는 시간은 약 24시간밖에 되지 않습니다 출처. 마치 유럽 패키지여행에서 관광 시간보다 이동 시간이 더 길 듯이 말이죠.


이제 막 우주로 걸음마를 뗀 루시는 어떤 새로운 발견을 하게 될까요? 밤하늘의 빛나는 다이아몬드가 되어 태양계 형성에 아직 드러나지 않은 비밀을 비춰주길 기대해 봅니다.



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