[과학 이야기] 태양계 끝 카이퍼벨트 작은 천체 의외로 적어

해왕성 궤도 밖에 도넛 형태로 이뤄진 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)는 46억년 전 태양계 행성을 형성하고 남은 작은 천체들의 집합소로 알려져 있다.

태양에서 지구 거리(AU)의 30~50배에 달하는 곳에 있어 망원경으로 직접 확인하기에는 너무 작고 희미하지만 아주 작은 천체들이 태양 빛이 미치지 않는 어둠 속을 떠돌고 있을 것으로 추정돼 왔다. 그러나 이런 예측과 달리 1㎞ 안팎의 작은 천체는 의외로 적다는 연구결과가 나왔다.

사우스웨스트연구소(SwRI)의 켈시 싱어 박사가 이끄는 연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 심우주 탐사선 '뉴허라이즌스'가 지난 2015년 명왕성과 그 위성 '카론'을 근접비행하면서 촬영한 이미지를 분석해 얻은 연구결과를 과학저널 '사이언스(Science)' 최신호에 실었다.

싱어 박사 연구팀은 망원경으로 관측이 어려운 카이퍼 벨트의 작은 천체를 직접 세는 대신 명왕성과 카론 표면에 있는 충돌구를 통해 카이퍼 벨트 내 천체의 분포를 추론하는 간접적 방식을 활용했다.

뉴허라이즌스호가 명왕성과 카론을 지나며 찍은 이미지는 1.4㎞ 크기의 분화구까지 잡아낼 수 있었다. 이는 약 100 크기의 천체가 충돌할 때 생기는 것이다.

판독 결과, 2㎞ 이상의 천체가 충돌해 만든 13㎞ 이상의 충돌구는 이전에 예상되던 것과 비슷한 분포를 보였지만, 91~1.6㎞(300피트~1마일) 크기 천체가 만든 작은 충돌구는 극도로 적었다.

연구팀은 명왕성과 카론의 충돌구가 카이퍼 벨트 천체의 분포를 나타내는 것으로 해석해 1㎞ 안팎의 천체가 드물다는 결론을 내렸다.