일본이 인류 최초로 탐사선을 보내 광물 시료를 가져온 소행성 '류구'(龍宮)의 탄산염 광물이 약 45억 년 전 태양계 형성이 시작되고 180만 년 이내에 태양계 외곽에서 만들어진 것으로 나타났다.

이는 지금까지 추정되던 것보다 수백만 년 더 이른 것이다.

▲ 하야부사2호가 촬영한 류구와 시료 채취 지점(붉은 화살표).

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA)에 따르면 이 대학 케빈 맥키건 교수가 이끄는 연구팀은 류구 광물 시료의 동위원소 분석을 통해 얻은 결과를 과학 저널 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)에 발표했다.

류구는 광물 시료가 직접 확보된 첫 C형(탄소질) 소행성으로, 지구 대기권을 통과한 운석과 달리 지구 환경에 오염됐을 가능성이 낮아 광물 입자의 화학성분 분석을 통해 형성 과정은 물론 형성 위치까지 확인할 수 있었다고 한다.

연구팀은 류구의 탄산염 광물이 태양계 형성 단계에서 얼음으로 축적됐다가 녹은 물과 작용하며 결정화한 것으로 밝혔다.

또 태양계 외곽에서 지름 20㎞ 미만의 상대적으로 작은 천체로 출발한 것으로 분석됐다.

이런 결과는 소행성 부착에 관한 컴퓨터 모델이 제시해온 것과 달라 놀라운 것으로 받아들여졌다. 이들 모델은 소행성이 장기간에 걸쳐 물질을 모으며 적어도 지름 50㎞ 이상의 천체로 출발해야 이후 태양계의 충돌 진화 과정에서 살아남을 것으로 예측해왔다.

류구는 소행성 충돌 과정에서 쪼개져 나와 현재는 지름이 1㎞에 불과하지만 모체가 된 천체도 컸을 가능성은 매우 낮은 것으로 제시됐다.

대형 소행성이었다면 방사성 핵종인 알루미늄-26의 붕괴로 고온으로 가열돼 내부의 암석이 녹아내리면서 금속과 규산염이 분리되는 등의 화학적 분화가 이뤄졌을 텐데 류구 시료에서는 이런 증거가 발견되지 않았다는 것이다.

류구의 화학적, 광물학적 성분은 태양계 외곽에서 형성된 것으로 여겨져 온 이부나(Ivuna) 운석으로 대표되는 이른바 'CI 콘드라이트'와 유사한 것으로 분석됐다.

맥키건 교수는 류구 시료를 갖고 진행되는 연구가 지구를 비롯해 태양계 행성의 형성에 관한 창을 계속 열어놓을 것이라면서 "휘발성 물질과 탄소가 풍부한 소행성에 관한 이해를 넓히면 우주생물학의 중요한 질문에 대한 답을 얻는 데 도움이 될 것"이라고 했다.

류구에 이어 소행성 '베누'(Bennu)의 시료를 채취해 귀환 중인 '오시리스-렉스'(OSIRIS-REx)도 오는 9월 24일 시료 통을 유타주 사막에 떨굴 예정이어서 이와 관련된 연구는 더욱 늘어날 것으로 기대된다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

<저작권자 © 전파신문, 무단 전재 및 재배포 금지>