우주가 빚은 ‘소행성 눈사람’

美 탐사선 뉴허라이즌스호, 소행성 ‘울티마 툴레’ 근접 촬영

무인탐사선 뉴허라이즌스호가 촬영한 소행성 ‘울티마 툴레’는 눈사람 모양이었다. 미국항공우주국 제공

1일 태양계 최외곽 소행성 ‘2014MU69(울티마 툴레)’에 근접 조우하는 데 성공한 미국항공우주국(NASA)의 무인탐사선 ‘뉴허라이즌스’호가 울티마 툴레의 첫 번째 정밀 촬영 영상을 보내왔다. 2일(현지 시간) NASA가 공개한 영상에 따르면 울티마 툴레는 두 개의 공 모양 천체 두 개가 서로 붙은 눈사람 모양의 소행성으로 밝혀졌다.

울티마 툴레는 지구에서 약 65억 km 떨어진 태양계 최외곽에서 태양을 돌고 있는 소행성이다. 태양에서 약 45억∼70억 km 떨어진 지역인 ‘카이퍼벨트’에 위치한다. 카이퍼벨트는 태양계 형성 초기에 행성이 되지 못한 채 남은 다양한 크기의 암석 또는 얼음 소행성들의 무리다. 울티마 툴레도 이런 소행성 중 하나로 2014년 처음 발견됐다. 2017년, 마치 일식 때 달이 태양을 가리듯 이 소행성이 먼 별을 가리는 현상이 관측되면서 그림자를 토대로 길이가 약 31km인 땅콩 또는 눈사람 모양일 가능성이 제기됐다. 하지만 이런 형태의 천체가 회전하면서 보여야 할 불규칙한 밝기 변화가 관측되지 않아 서로 다른 두 작은 소행성이 서로를 중심으로 돌고 있을 가능성도 꾸준히 제기돼 왔다.

1일 뉴허라이즌스호는 울티마 툴레에 약 3500km까지 스쳐 지나가며 관측을 했으며, 현재는 태양계 밖을 향해 멀어져 가고 있다. 이번에 공개된 영상은 이 소행성에 가장 가까이 접근하기 30분 전 약 2만8000km 떨어진 지점에서 촬영한 것으로 지름이 각각 14km와 19km인 두 개의 공 모양 소행성 두 개가 붙어 있는 형태가 선명하게 드러났다.

소행성 표면의 특성도 드러났다. 밝은 부분과 어두운 부분이 군데군데 섞여 있었고, 대체로 매끈한 공 모양이지만 일부 지역은 낮은 지역보다 1km 이상 솟아 울퉁불퉁했다. 유성 등이 충돌한 흔적은 거의 없었다.

NASA 연구팀은 현재의 모습이 45억 년 전 태양계 탄생 초기의 순간을 마치 냉동 보존한 듯 담고 있다고 보고 있다. 45억 년 전 태양계가 태어날 때 행성이 되지 못하고 남은 암석과 얼음 부스러기들은 서로 충돌을 거듭하며 10km가 넘는 소행성으로 자랐다. 이들 중 두 개가 각각의 중력에 이끌려 마치 강강술래를 하듯 서로 빙글빙글 돌았는데, 이들이 점점 가까워지다 충돌해 지금의 모습에 이른 것으로 추정했다.

제프 무어 NASA에임스연구센터 뉴허라이즌스 지질및지구물리팀장은 “이렇게 공 모양을 온전히 유지하면서 결합하려면 두 소행성이 지구의 자동차 접촉사고 때 수준으로 아주 천천히 충돌했어야 한다”며 “뉴허라이즌스는 마치 타임머신처럼 우리를 태양계 초기 단계로 데려가 행성이 만들어지는 환경을 보여주고 있다”고 말했다.

뉴허라이즌스가 울티마 툴레를 가장 가까이에서 찍은 영상과 측정 데이터는 아직 지구에 도착하지 않았다. NASA는 이 자료가 모두 오기까지 수개월이 더 걸릴 것으로 예상하고 있다.

윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com