美 무인탐사선, 태양계 맨끝 소행성에 새해인사

해왕성보다 바깥 도는 ‘울티마 툴레’… 3500km 거리까지 근접해 관측
태양계 형성 당시 단서 발견 기대

태양계 무인탐사선 ‘뉴허라이즌스호’가 태양계 최외곽 소행성 ‘울티마 툴레’에 접근한 모습을 상상한 그림이다. 뉴허라이즌스호는 1일 이 천체에 3500km까지 접근했다. 미국항공우주국 제공

미국항공우주국(NASA)의 무인탐사선 ‘뉴허라이즌스(New Horizons·새로운 지평선)호’가 새해 첫날 태양계의 가장 바깥쪽 소행성인 ‘울티마 툴레(2014MU69)’에 3500km까지 접근했다. 지금까지 인류가 탐사선을 보낸 천체 중 지구에서 가장 먼 곳까지 간 것이다. ‘새로운 지평선’이 우주 탐사 역사에 새 이정표를 세웠다.

울티마 툴레는 태양계에서 가장 먼 행성인 해왕성 너머 얼음과 암석 덩어리로 이뤄진 소행성 무리인 카이퍼벨트에 있는 별이다. 라틴어로 ‘미지의 세계’라는 뜻의 울티마 툴레는 태양 주위를 295년에 한 바퀴씩 돌고 있다. 태양계 가장 끝자락에 있는 이 소행성의 형태를 이번에 확인할 수 있을 것으로 보인다.

1일 NASA에 따르면 뉴허라이즌스호는 한국 시간으로 이날 오후 2시 33분 울티마 툴레에서 3500km 떨어진 지점까지 접근해 소행성의 형태와 표면온도, 지형 등을 관측했다. 이후 소행성의 중력을 이용해 마치 용수철처럼 튕겨 나가며 속도와 방향을 바꾸는 항법인 ‘플라이바이’를 통해 태양계 밖으로 멀어져 간 것으로 추정된다.

이전에도 NASA의 무인탐사선인 보이저 1, 2호가 태양계 밖 성간 공간에 다다른 사례가 있었지만, 이들은 훨씬 가까운 행성인 목성과 토성, 천왕성과 해왕성을 각각 방문한 뒤 태양계 외곽 소행성에는 접근하지 못한 채 태양계를 벗어났다.

뉴허라이즌스호는 2006년 1월 19일 미국의 우주 발사체 ‘아틀라스 5호’에 실려 발사됐다. 2015년 7월 왜소 행성인 명왕성을 탐사했고, 이후 계속해서 태양계 바깥으로 날아가 카이퍼벨트를 비행해 왔다.

울티마 툴레는 지구에서 약 65억 km, 명왕성에서 약 16억 km 떨어진 곳에 있어 지구에서는 형태를 알 수 없었다. 간접적인 관측으로 길이가 30km 전후인 암석 또는 얼음으로 이뤄진 소행성이며, 땅콩이나 오뚝이를 닮은 불규칙한 형태일 것으로 추정됐다.

하지만 불규칙한 형태의 소행성이 보여야 할 밝기 변화 등의 특징이 관측되지 않아 매우 작은 두 개의 소행성이 서로를 중심으로 도는 전혀 다른 형태일 가능성도 제기된 상태다. 이번에 근접 관찰을 통해 형태를 확인할 수 있을 것으로 보인다.

또 과학자들은 약 46억 년 전 태양계 형성 당시의 단서도 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 카이퍼벨트는 태양계가 형성될 당시 남은 암석과 얼음 조각들이 몰려 있는 곳으로, 뉴허라이즌스호는 울티마 툴레의 표면 구성 성분을 추정하고 지형과 형태 등을 분석해 태양계 초창기의 환경을 알 수 있을 것으로 기대하고 있다.

NASA는 이번 뉴허라이즌스호의 접근으로 촬영된 데이터를 분석해 2일 또는 3일에 첫 관측 결과를 발표할 계획이다. 거리가 멀고 데이터 전송 속도가 느려, 이번에 관측한 전체 데이터가 지구에 전송되기까지는 약 20개월이 걸릴 것으로 추정하고 있다.
　
김진호 twok@donga.com·윤신영 동아사이언스 기자