[이광식의 천문학+] 태양계 비밀 캐는 ‘로봇 고고학자’ 루시, 12년 대장정 시작했다!

미 항공우주국(NASA) 탐사선 '루시'가 목성 주변의 두 무리 소행성군을 탐사하기 위해 16일 오전 5시 34분(한국시간 오후 6시 34분) 미국 플로리다 케네디 우주센터에서 발사되었다. 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA) 아틀라스 V 로켓 꼭대기에 자리 잡은 냉장고 크기의 우주선은 토요일 아침 정시에 발사대를 박차고 올라 케이프 커내버럴의 새벽하늘을 환히 밝혔다.

목성 주변에서 같은 궤도를 도는 트로이군 소행성은 태양계 소행성군 중 마지막 미탐사 영역으로, '로봇 고고학자' 루시는 이들을 탐사함으로써 초기 태양계 형성의 비밀을 캐는 데 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 이 임무의 이름은 미국의 인류학자 도널드 요한슨이 발견한 320만 년 전 ‘인류의 조상’ 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 화석의 애칭 '루시(Lucy)'에서 따온 것으로, 탐사선이 초기 태양계의 비밀을 풀어주기를 바라는 과학자들의 염원을 담았다. 루시는 목성에 도달할 수 있는 충분한 추진력을 얻기 위해 앞으로 6년 동안 지구를 두 차례 플라이바이하는 등 태양계를 순항한다. 이 우주선은 태양계의 진화 과정을 더 분명히 밝히기 위해 8개의 소행성을 방문할 예정이다. 그중 7개는 목성의 앞뒤에서 궤도를 돌고 있는 트로이군 소행성이며, 다른 하나는 소행성대에 위치한 것이다.

트로이군 소행성들은 태양계가 형성되던 시초의 물질이 완벽하게 보존된 우주 타임캡슐로, 이를 연구함으로써 태양계의 기원과 거대한 목성이 어떻게 형성되었는지에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있기를 과학자들은 기대하고 있다. 초기 태양계의 파편으로 여겨지는 트로이군은 목성과 같은 거리에 있는 중력 균형점인 라그랑주 점에 묶여 있다.

​사우스웨스트 연구소의 루시 수석 연구원인 핼 레비슨은 "트로이군 소행성이 과학적으로 중요한 이유는 그것들이 본질적으로 태양계를 형성하고 남은 잔재들이기 때문"이라고 밝혔다. ​지금까지 전 세계의 우주 기관은 소행성대에서 지구 근접 소행성, 그리고 얼음으로 덮인 카이퍼 벨트에 이르기까지 다양한 소행성들을 탐사해왔다. 일본의 하야부사 임무와 NASA의 오시리스 렉스와 같은 프로젝트가 그 대표적인 작업이다.

​그러나 목성 주변 두 무리의 트로이군 소행성들은 아직 미답의 영역으로 남아 있었다. 약 100년 전 이들 지역에서 지름 수 킬로미터에서 수백 킬로미터에 이르는 소천체들이 무려 1만여 개가 발견되었다. 발견 당시 천문학자들은 호메로스의 일리아드에 나오는 영웅들의 이름을 따서 천체의 이름을 지었고, 이 지역 소천체무리는 '트로이군'이라는 이름을 얻었다.

이런 일들이 일어나는 동안, 흩어진 소행성들 일부는 목성의 중력에 잡혔고, 행성과 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주 점 두 곳에 모여들었으며, 그리하여 두 소행성군은 목성의 앞뒤에서 같이 궤도를 돌기에 이르른 것이다. 이 두 개의 무리에 갇힌 소행성들은 행성들이 만들어진 후 남은 찌꺼기로 여겨진다. "트로이군 소행성은 좁은 공간 안에서 공존하지만 서로 물리적인 특성은 놀라울 정도로 크게 다르다"고 설명하는 레비슨은 "이렇게 공간 안에 있는 다양한 천체들은 태양계의 초기 진화에 대해 중요한 것을 말해주고 있다"고 밝혔다.

과학자들은 소행성의 암석이 무엇으로 이루어져 있는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 소행성 표면의 색상을 분석할 것이다. 열 측정 및 적외선 스펙트럼과 함께 과학자들은 각 소행성의 구성을 정확히 찾아내기를 희망하고 있다. NASA는 수십억 년 전 이 물질이 소행성 충돌 덕분에 생명체에 필요한 화학성분을 지구에 뿌렸을 수 있기 때문에 소행성에서 원시 유기 물질을 찾는 개념에 특히 관심이 있다.

​초기 태양계의 비밀을 캐기 위한 12년에 걸친 대장정에 오른 루시 프로젝트는 저비용 태양계 탐사 프로그램인 디스커버리의 13번째 임무로 2014년 시작되었다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com