‘루시’ 인 더 스카이♪ 태양계의 비밀을 밝힐 새 탐사
NASA의 소행성 탐사선 루시
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 트로이군이라는 소행성군을 관측할 최초의 목성 트로이군 탐사선입니다.
그동안 NASA의 미션명은 꽤 거창했는데, 그에 비하면 루시라는 이름은 귀여운 편이죠. 루시는 우주와는 상관없는 예상외의 인물의 이름에서 왔습니다. 그 주인공은 1974년에 에티오피아에서 발견된 최초의 인류 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).
사실 목성 말고도 다른 행성에도 트로이군이 있습니다. 트로이군에 대한 자세한 설명은 이 기사를 참고해 보세요(아무 관련 없음!).
목성 트로이군이 어떻게 생성됐는지에 대해 과학자들 사이에서도 의견이 분분합니다. 목성과 함께 목성 주변에서 목성 트로이군도 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 가스 행성들, 그리고 태양계 형성의 비밀까지 밝힐 수 있을지도 모릅니다. 이 답을 얻기 위해 NASA가 목성 주변의 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 우리가 루시의 목표 소행성 중 하나에 서 있다면, 소행성군에 속해있는 줄도 모를 것이다’라고 말했습니다 출처. 그만큼 소행성 간의 거리가 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.
*본 글은 어린이천문대 네이버 포스트에 업로드되었음을 밝힙니다.
**본 글은 11/1 네이버 과학판 메인으로 선정되었습니다.
참고 자료
1. https://www.nasa.gov/mission_pages/lucy/main/index
2. 오가희, ‘오스트랄로피테쿠스 발견 41주년, 비틀즈가 만들어준 이름 '루시'’, 동아사이언스, 2015. 11. 24
https://www.dongascience.com/news.php?idx=8806
3. IAU Minor Planet Center
https://minorplanetcenter.net//iau/lists/Trojans.html
4. Morbidelli, A., Levison, H., Tsiganis, K. et al. Chaotic capture of Jupiter's Trojan asteroids in the early Solar System. Nature 435, 462–465 (2005). https://doi.org/10.1038/nature03540
5. Lisa Grossman, ‘5 cool things to know about NASA’s Lucy mission to the Trojan asteroids’, Science News, 2021. 10. 15
https://www.sciencenews.org/article/nasa-lucy-first-mission-trojan-asteroids-launch-space
6. Meghan Bartels, 'NASA's Lucy asteroid mission will explore mysteries of the early solar system', Space.com, 2021. 10. 14
https://www.space.com/nasa-lucy-asteroids-mission-science-goals
