소행성
[ asteroid ]
소행성은 태양계소천체(Small Solar System Bodies) 중에서 표면에 가스나 먼지에 의한 활동성이 보이지 않는 천체를 말한다. 따라서 소행성으로 분류된 천체들 중에서 표면에 가스나 먼지에 의한 활동성(코마나 꼬리)이 관측된 경우 해당 천체는 혜성으로 재분류가 되기도 한다. 대부분의 소행성들은 화성과 목성 궤도 사이의 소행성대(Main-belt)에 위치하고 있다.
목차
발견 및 용어
1801년 1월 1일 이탈리아의 주세페 피아치(Giuseppe Piazzi)가 최초의 소행성 세레스(Ceres)를 발견했다. 발견 당시 세레스는 행성으로 여겨졌으나 이후 비슷한 궤도의 천체들이 많이 발견되면서 소행성으로 분류되었다(이후 세레스는 2006년 국제천문연맹 총회에서 왜소행성으로 다시 분류되었음). 소행성(asteroid)은 '별과 같은(star-like) 혹은 별처럼 생긴(star-shaped)'이라는 뜻의 그리스어 asteroeidēs(or ἀστεροειδής)에서 따왔다. 그리고 별처럼 점광원(point source)으로 보이지만 다른 별들과 달리 움직이기 때문에 이런 이름이 붙게 되었다.
명명법
소행성이 새롭게 발견되면 그 시기와 순서에 따라 1999 JU3와 같은 임시번호(provisional designation number)를 부여받는다. 맨 앞의 1999는 발견된 년도이고, 첫 번째 알파벳 J는 발견된 달을 의미하는데 매월 전반기(1일-15일)와 후반기(16일-말일)로 구분해 A부터 Y까지 24개의 알파벳을 순서대로 사용한다(알파벳 I는 사용하지 않는다). 즉 A는 1월 전반기, J는 5월 전반기, Y는 12월 후반기에 소행성이 발견되었다는 것을 의미한다. 두 번째 알파벳 U와 뒤에 붙은 숫자 3는 발견된 해당월(전반기/후반기)에 해당 소행성이 발견된 순서를 뜻하는데 A부터 Z까지 25개의 알파벳을 순서대로 쓰고(이 경우에도 알파벳 I는 사용하지 않는다), 그 이후에는 순서대로 숫자를 붙인다(예: A1-B1-...-Z1-A2-B2-...-Z2...). 즉 1999 JU3는 1999년 5월 상반기(J)에, 70번째(U3)로 발견된 소행성이다. 이후 해당 소행성의 궤도가 확정되면 고유번호(number)를 순서대로 붙이며(예: 가장 먼저 발견된 소행성 세레스(Ceres)의 고유번호는 1번, 소행성 1999 JU3의 고유번호는 162173번), 이름(예를 들면 소행성 4번의 이름은 베스타(Vesta), 162173번은 류구(Ryugu) 등)은 발견자가 붙일 수 있다.
| 첫 번째 알파벳 | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D | E | F | G | H | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | – |
| 1월 1–15 | 1월 16–31 | 2월 1–15 | 2월 16–29 | 3월 1–15 | 3월 16–31 | 4월 1–15 | 4월 16–30 | 5월 1–15 | 5월 16–31 | 6월 1–15 | 6월 16–30 | 7월 1–15 | 7월 16–31 | 8월 1–15 | 8월 16–31 | 9월 1–15 | 9월 16–30 | 10월 1–15 | 10월 16–31 | 11월 1–15 | 11월 16–30 | 12월 1–15 | 12월 16–31 | – |
| 두 번째 알파벳 | ||||||||||||||||||||||||
| A | B | C | D | E | F | G | H | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| 두 번째 알파벳 뒤에 붙는 숫자 | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ... | n | |||||||||||
| 25 | 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | 25 × n | ||||||||||||
특징
소행성은 크기와 모양이 다양할 뿐 아니라, 그 운동역학적 상태도 각기 다르다. 소행성대 팔라스(Pallas)나 베스타(Vesta)처럼 500km가 넘는 것으로부터 2m에 불과한 근지구소행성 2015 TC25까지 크기가 다양한 것은 물론, 소행성들은 각각 다른 모양을 띠고 있다. 이러한 소행성이 자전하면 햇빛을 반사하는 단면적이 달라지는데, 이 때 시간에 따라 밝기 변화를 측정하면 광도곡선(lightcurve)을 얻을 수 있다. 최근 태양계탐사선이 촬영한 소행성의 사진을 보면 다양한 형태와 표면 특성을 띠는데, 달 표면에서 흔한 충돌구(crater) 역시 소행성 표면에서 찾아볼 수 있다.
그림 1. 탐사선이 방문한 소행성의 모습(우측하단의 6개의 사진은 혜성의 핵을 촬영한 것임)(출처: )
분류
소행성의 궤도 장반경에 따라 근지구공간에 위치한 근지구소행성(NEAs: Near-Earth Asteroids), 화성과 목성 궤도 사이에 위치한 소행성대 소행성(MBAs: Main-Belt Asteroids), 그리고 해왕성 궤도 근처를 공전하는 해왕성궤도통과천체(TNOs: Trans Neptunian Objects) 등으로 나눌 수 있다.
표면특성에 따른 분류소행성은 표면특성을 나타내는 스펙트럼 특성에 따라 크게 탄소질, 규소질, 금속질 소행성으로 나누며 그 밖에 이 3가지 분류에 포함되지 않는 소행성이 있다.
탄소질(C-type) 소행성탄소질(C-type: Carbonaceous) 소행성은 알려진 전체 소행성의 75% 정도를 차지하고 있으며, 특히 소행성대 외곽(outer Main-belt) 지역에 주로 분포한다. 다른 소행성에 비해 표면 반사도가 낮아(약 0.03-0.1) 매우 어두우며 탄소질이 풍부한 것으로 생각된다.
규소질(S-type) 소행성규소질(S-type: Silicaceous) 소행성은 탄소질 소행성 다음으로 많으며 전체 소행성의 약 17% 정도가 이에 해당한다. 표면 반사도는 탄소질 소행성에 비해 높으며(약 0.1에서 0.22), 소행성대 안쪽(inner Main-belt)과 근지구소행성들 가운데 많다.
금속질(M-type) 소행성금속질(M-type: Metallic) 소행성은 철이나 니켈에서 나타나는 스펙트럼과 유사한 형태로 보이기 때문에 금속 성분이 함유되어 있는 것으로 생각되며 규소질 소행성과 비슷한 반사도(albedo, 약 0.1에서 0.2)를 갖는다.
그밖의 소행성위 분류에 포함되지 않는 것으로 베스타형(V-type) 소행성, 매우 어두운 표면 밝기를 갖는 D형(D-type) 소행성 등이 있다.
자전특성에 따른 분류대부분의 소행성은 자전축과 관성주축이 일치하는 주축 회전체(Principle-axis rotator)로 보통 2-24시간의 주기를 가지고 자전한다. 주축회전 소행성은 대부분 관성주축의 단축을 중심으로 자전하는데, 그 이유는 단축자전을 할 때 에너지가 가장 낮기 때문이다. 반면에 자전축과 관성주축이 일치하지 않는 경우를 비주축 회전체(NPA: Non-Principle-Axis rotator) 또는 텀블러(Tumbler) 소행성이라고 한다. 주축 회전체와는 달리 관성주축 가운데 최장축을 중심으로 자전하는 경우가 많으며, 이 때 자전 상태는 불안정하다.