천체의 종류 - (8) 소행성

안녕하세요~ 우유맛 코코레오 입니다. 

 

이번 포스트에서는 소행성에 대한 이야기를 해보도록 하겠습니다.

 

태양계 천체 중 행성이나 위성, 헤성 등을 제외한 천체들을 "소행성" 이라고 부릅니다. 2009년 8월 6일 현재 459,235개의 소행성이 발견되고 있습니다.

- 소행성대

 소행성에서 대표적인 것은 화성과 목성 사이에 분포하는 "소행성대"의 천체군 입니다. 주로 암석으로 이루어진 소행성대 입니다.

 1801년 1월 1일, 이탈리아 시실리 섬의 팔레르모 천문대의 피아지는 황소 자리에 있는 8등급의 별이 조금씩 이동하고 있는것을 발견하고, 24일 독일의 천문학자 보데에게 알려주게 되었습니다. 당시에는 혜성으로 여겨 관찰하였지만 수개월 동안 이동 위치 등을 관측한 끝에 독일의 천문학자 가우스에 의해 궤도를 계산하게 되었습니다. 그 결과 궤도의 모양은 혜성의 것은 아니라 행성의 것으로 알게 되었고, 이 새 행성에는 시실리 섬의 여신의 이름을 따서 케레스(또는 세레스라는 이름이 붙여졌습니다.

 

 그런데, 1802년 3월에는 제2의 소행성 팔라스가 발견되었고 그 후 주노, 베스타가 잇달아 발견되어 비슷한 궤도를 도는 이들 왜소 천체를 소행성으로 분류하게 되었습니다. 참고로, 처음 발견된 세레스, 팔라스, 쥬노, 베스타는 "4대 소행성" 이라고 불립니다.

현재 세레스는 "외행성" 으로 분류되고 있습니다. 세레스의 지름은 약 1000km이지만, 소행성 중 지름이 500km를 넘는 것은 2개, 지름 250km를 넘는 것이라도 수십개밖에 되지 않습니다.

- 특이 소행성

 소행성의 대부분은 화성과 목성 궤도 사이를 공전하고 있는데, 소행성대에서는 표준 궤도를 크게 일탈한 소행성이 발견되고 있습니다. 그것들을 특이 소행성이라고 부릅니다.

● 지구에 접근하는 소행성

 1898년 8월 베를린에서 위트에 의해 발견된 소행성 에로스는 그 궤도의 평균 거리가 1.46 천문 단위로 계산하였습니다. 이는 화성의 평균 거리인 1.52 천문 단위 보다 작았습니다. 당시 소행성은 화성 궤도와 목성 궤도 사이에 있다고 믿어지던 종전의 개념을 깬 최초의 소행성이 되었습니다. 게다가 이심률 0.22와 매우 크고 궤도 경사가 작아서 최대 지구에 0.15 천문 단위까지 접근 하는것을 알았습니다. 0.15천문 단위를 계산하면 약 2230만 킬로미터의 거리입니다.

 

 이어 1932년에는 아모르, 아폴로라는 지구에 접근하는 2개의 소행성을 발견하였습니다. 특히 아폴로는 평균 거리 1.49 천문거리로 에로스와 거의 동일하지만 이심률이 0.566으로 비정상적으로 크며, 궤도의 최내주는 금성 궤도 안쪽까지 파고들어 가고, 최외주는 화성 궤도의 바깥쪽에까지 이르고 있었습니다. 그리고 최접근 시에는 0.076천문 단위(약 1140만km) 까지 지구에 접근하는 것을 알아냈습니다.

 

이후 이런 타입의 소행성을 "아폴로형 소행성"라고 부르고 있습니다.

아폴로형 소행성은 1949년에 발견된 이카로스가 유명하며 근일점 거리 0.19천문 단위, 이심률 0.83이라는 값을 가지고 있습니다.이카루스는 근일점 부근에서는 수성 궤도보다 더 태양에 근접하게 됩니다.

● 트로이 군소 행성

 목성과 거의 동일한 궤도를 도는 소행성들이 있습니다.  

목성과 거의 동일한 궤도 요소를 가진 소행성들이 있습니다. 아약스, 오디세우스, 네스토르, 메넬라우스, 테라몬, 아가멤논, 헥토르, 아킬레스, 안티옥스, 디오메데스, 안키세스, 파트로클로스, 토로일스, 에네아스, 브리암스의 15개로 대표되고 트로이 전쟁에 참가한 용사의 이름을 딴 이들 소행성을 "트로이군 소행성"이라고 부릅니다.

 

 1774년에 발표된 라그랑주의 논문에 따르면 어떤 적당한 속도를 가지고 있는 세 천체가 하나의 정삼각형의 정점에 있고 각각 만유인력의 법칙에 의해 서로 당겨지고 있다면 세 체는 영구히 정삼각형의 관계 위치를 유지하면서 운동한다는 것입니다.

 즉 태양과 목성을 잇는 직선을 1변으로 하는 정삼각형의 정점(태양에서 목성의 60도 전방, 혹은 60도 후방)를 돌고 있는 이들 소행성은 목성의 큰 섭동에 영향을 받지 않고 항상 꾸준한 운동을 하고 있다는 것입니다.

 2009년 8월 19일 현재 목성에는 3261개의 트로이 군소 행성이 발견되고 있습니다. 또 화성이나 해왕성에도 트로이 군소 행성이 발견되고 있습니다.

■ 해왕성 바깥 천체

 해왕성보다 먼 태양계의 끝에도 수많은 소천체가 발견되고 있습니다. 해왕성보다 먼 태양계 끝에도 수많은 소천체가 발견되고 있습니다.무엇보다 명왕성을 제외하면 발견 제1호는 1992년이기 때문에 최근에야 본격적인 관측과 연구가 시작된 영역이라고 할 수 있습니다.처음에는 이러한 천체도 '소행성'이라고 불려 왔지만, 현재는 소행성대와는 전혀 다른 천체의 그룹, '해왕성 바깥 천체'로 인식되고 있습니다.

 

 현재 발견되고 있는 해왕성 바깥 천체의 대부분은 천체가 벨트형으로 존재하는 것을 예언한 과학자의 이름을 딴 "에지워스 카이퍼 벨트"라고 불리는 영역에 존재합니다. 에지워스 카이퍼 벨트에 존재하는 천체는 단기 혜성의 근원이 되고 있다고도 생각됩니다.한편, 외부에는 장주기 혜성의 근원이 되는 '오르트 구름' 천체가 존재할 것으로 예상되고 있습니다.

 

 해왕성 바깥 천체의 대표는 1930년에 발견된 왜행성인 명왕성입니다. 소행성대와 비교해서 큰 천체가 많아 현재 가장큰 것으로 왜행성으로 분류되는 엘리스의 직경은 약 2400km입니다. 명왕성과 에리스처럼 크고, 왜행성에도 분류된 해왕성 바깥 천체를 특별히 "명왕성형 천체"라고 부릅니다. 2009년 8월 현재 명왕성형 천체는 명왕성, 에리스, 마케 마케, 하우메아의 4개입니다. 그리고 1000을 넘는 해왕성 바깥 천체가 발견되었습니다.

■ 소행성의 이름

 소행성이 발견되면 혜성과 같이 우선 임시 부호가 주어집니다.소행성에 붙이는 임시 부호는 1991WA나 1992XE와 같이 발견 연도를 나타내는 숫자와 2문자의 로마자로 구성되어 있습니다. 서기 연호를 나타내는 숫자 뒤의 로마자는 1년을 보름마다 24기로 나누어 1월 초순부터 A, B, C,라며 발견 날에 해당하는 문자를 할당하고, 다음의 로마자는 해당 기간 내에 발견된 순서대로 A에서 배정된 것입니다.

 발견 이후 지속적으로 관측되고 궤도가 확정된 소행성 중 이미 발견의 것이 아닌 것이 확인되면 일련 번호와 이름이 붙습니다. 소행성의 이름은 혜성처럼 발견자 이름에 한정되지 않고, 임의(인명, 지명 등)로 발견자(혹은 계산자)가 붙일 수 있습니다.

■ 소행성의 궤도 요소

소행성의 경우도 혜성과 같이 궤도 요소가 발표됩니다.

일반적으로는 혜성과 같은 6가지 요소를 사용합니다.

 

T 근일점 통과 시각

Peri. 근일점(')

Node 승교점 경도(') 2000년 분점

Incl. 궤도 경사각(')

e 이심률

q 근일점 거리(AU)

 

거기다

 

a 궤도장 반경(AU:천문 단위)

n' 평균 운동량(')

P 주기(년)

 

라는 3가지 요소가 추가된다 (혜성의 경우에도 주기 혜성의 경우에는 이것들이 병기되기도 합니다)

 

또한 궤도 요소는 1992년부터는 2000년 기준 분점의 값으로 발표되고 있지만 그 이전에 발표된 것은 1950년 기준 분점의 값으로 발표되고 있습니다.