소행성대: 형성되지 않은 행성
50년 전, 1972년 7월 15일에, 파이어니어 10호는 소행성대에 도달한 최초의 우주선이 되었습니다. 우리는 이 기회를 이용해서 태양계의 이 신기한 지역에 대해 이야기하고 싶습니다. 소행성대는 어떻게 형성되었습니까? 소행성대는 수십억 년 전에 파괴된 행성의 잔해일까요? 이 기사를 읽고 이러한 질문과 다른 많은 질문에 대한 답을 얻으십시오.
내용
소행성대는 무엇입니까?
소행성대는 화성과 목성의 궤도 사이에 위치한 토러스 모양의 지역입니다. 이 지역은 태양계 소행성의 대부분을 차지하고 있으며 내부 암석 행성들과 외부 가스 행성들 사이의 경계를 표시하고 있습니다. 카이퍼 대와 구별하기 위해 주 소행성대라고 부르기도 합니다. 주요 허리띠는 세레스 (Ceres), 베스타 (Vesta), 팔라스 (Pallas), 그리고 히기에이아 (Hygiea) 등 네 개의 큰 소행성과 수백만 개의 작은 소행성으로 구성되어 있습니다.
누가 소행성대를 발견했습니까?
소행성대의 존재는 19세기 중반까지 알려지지 않았습니다. 하지만, 화성과 목성 사이의 지역은 훨씬 전에 천문학자들의 관심을 끌었습니다. 그들은 그곳에서 행성을 찾고 있었습니다.
1766년, 독일 천문학자 요한 다니엘 티티우스는 다음과 같은 가설을 제시했습니다: 태양계의 중심에서 바깥쪽으로 뻗어나가면, 각 행성은 태양으로부터 그 이전의 행성에 비해 대략 두 배 정도 멀리 떨어져 있어야 합니다. 이 가설(현재의 티티우스-보드의 법칙)에 따르면, 화성과 목성의 궤도 사이에 아직 발견되지 않은 행성이 있었습니다!
많은 사람들이 이 생각에 사로잡혔습니다. 예를 들어, 천체경찰이라고 불리는 독일 천문학자 그룹은 큰 국제 프로젝트를 조직하고 사라진 행성을 찾는 것을 목표로 했습니다. 하지만, 그것들은 1801년에 세레스를 발견한 이탈리아 천문학자 주세페 피아찌에 의해 앞섰습니다. 세레스는 티티우스-보데 법칙에 의해 예측된 정확한 거리에 위치해 있었습니다.
물론, 세레스는 처음에 사라진 행성으로 여겨졌습니다. 하지만, 곧, 같은 지역에서 다른 물체들이 발견되었습니다. 1802년, 천구경찰에게 행운이 깃들었습니다: 그 멤버 하인리히 올베르스 (올버스의 역설의 저자)는 팔라스를 발견했습니다. 그 후, 천체 경찰은 더 많은 천체를 발견했습니다: 1804년에, 칼 하딩은 주노를 관찰했고, 1807년에 하인리히 올버스는 베스타를 관찰함으로써 두 번째 발견을 했습니다.
점점 더 많은 천체가 화성과 목성 사이에서 발견되면서, 그것들이 행성으로 간주되기에는 너무 작다는 것이 명백해졌습니다. 천왕성의 발견자인 윌리엄 허셜은 "소행성"이라는 용어를 만들었고, 그것은 고착되었습니다. 1850년대경, "소행성대"라는 표현이 사용되었습니다.
그래서 소행성대의 발견자는 한 명도 없었습니다. 주세페 피아치는 이 띠에서 첫 번째 물체를 관찰했고, 그 후 다른 천문학자들은 이 지역에서 더 많은 천체를 발견하는 데 기여했습니다.
티티우스-보데의 법칙에 대한 흥미로운 각주가 이 모든 것을 시작하게 했습니다. 1846년에 해왕성이 발견되었을 때, 그것의 위치는 티티우스의 예측과 일치하지 않았습니다. 티티우스-보데의 법칙은 실제 물리 법칙이라기보다는 수학적 우연의 일치에 불과했던 것 같습니다!
소행성대는 어떻게 형성되었습니까?
처음에, 천문학자들은 소행성대가 큰 행성이 파괴된 후에 형성되었다고 믿었습니다. 이 이론은 우리가 위에서 이미 언급한 하인리히 올버스의 것입니다. 그 가상의 행성은 페이턴이라는 이름이 붙여졌습니다. "파괴된 행성 가설"은 전 세계의 많은 천문학자들의 지지를 받았고 20세기 말까지 영향력을 유지했습니다.
현대 연구에 따르면 소행성대는 형성되지 않은 행성일 가능성이 높습니다. 약 46억년 전, 태양계의 초기에, 작은 우주 먼지와 암석 덩어리가 강착 과정을 통해 형성되었습니다. 몇몇 미행성들은 결국 오늘날 우리가 알고 있는 행성이 되었습니다. 하지만, 화성과 목성 사이의 지역에서, 목성에서 오는 중력의 영향으로 미행성이 행성으로 강착되지 않았습니다. 대신, 그들은 충돌하고 산산조각이 났습니다. 그것이 우리가 지금 이 지역에서 소행성대를 보는 이유입니다.
무엇이 소행성대를 구성하는가?
소행성대는 주로 C형 또는 탄소질 소행성으로 구성되어 있습니다. 다른 흔한 유형은 S형 또는 규산염 소행성과 M형 또는 금속성 소행성입니다.
대부분의 소행성들은 상대적으로 작습니다. 단지 30개의 소행성들만이 지름이 200 킬로미터보다 큽니다. 소행성대에서 가장 큰 천체는 세레스 (940 킬로미터), 베스타 (525 킬로미터), 팔라스 (510 킬로미터), 그리고 히기에이아 (410 킬로미터) 입니다. 이 네 개의 천체는 전체 소행성대 질량의 약 절반을 차지합니다. 중요한 점은 세레스는 이제 왜행성으로 간주되고 이것은 베스타를 이 지역에서 가장 큰 소행성으로 만든다는 것입니다.
세레스는 소행성대에서 구형을 유지할 수 있을 정도로 큰 유일한 천체입니다. 대부분의 소행성들은 덩어리가 있는 감자처럼 보이지만, 일부는 개 뼈처럼 보이는 216 클레오파트라처럼 좀 더 특이한 모양을 하고 있습니다.
여러분이 공상과학 영화에서 보았을지도 모르지만, 소행성대는 붐비는 곳이 아닙니다. 그것은 너무 커서 두 소행성 사이의 평균 간격은 약 백만 킬로미터입니다! 따라서 소행성대를 통과하는 우주선은 사실상 충돌할 가능성이 없습니다.
게다가, 소행성대에 있는 소행성들은 균일하게 분포되어 있지 않습니다. 실제로 존재하지 않는 특정 지역들이 있습니다. 커크우드 간격이라고 불리는 이 지역들은 목성의 중력에 의해 소행성이 제거되었습니다. 커크우드 간격은 1866년에 그것들을 처음 관찰한 미국 천문학자 대니얼 커크우드의 이름을 따서 지어졌습니다.
어떤 우주선이 소행성대를 방문했습니까?
1970년대 이후, 여러 우주 탐사선들이 소행성대에 도달했고 소행성대의 물체를 연구했습니다. 우리는 과거의 가장 주목할만한 미션 3가지와 흥미로운 미래의 미션 1가지를 언급할 것입니다.
- 소행성대에 도달한 최초의 우주선은 파이오니어 10호였습니다. 목성으로의 임무에서, 1972년에 소행성대를 통과했습니다.
- 갈릴레오 우주선은 1989년에 가스프라와 이다라고 불리는 소행성을 연구했고 소행성 주변의 첫 번째 위성인 이다의 위성 닥틸을 발견했습니다.
- 돈 우주 탐사선은 베스타 (2011년)와 세레스 (2015년)를 처음으로 방문했습니다.
- 2023년에 발사될 예정인 그 프시케 우주선은 소행성 16 프시케를 방문할 것입니다. 과학자들은 이 소행성이 화성 크기의 원시 행성의 철심일 수 있다고 믿고 있습니다.
소행성대를 볼 수 있습니까?
소행성대 자체는 볼 수 없지만, 소행성의 일부는 확실히 볼 수 있습니다. 소행성대에서 가장 큰 4개의 천체인 세레스, 베스타, 팔라스, 히기에이아는 작은 망원경이나 큰 쌍안경을 통해 관측할 수 있습니다. 소행성을 관측하기에 가장 좋은 시기는 하늘에 가장 밝게 나타날 때인 충입니다. 아래에서는 위에서 언급한 천체에 대한 향후 충 날짜를 제공합니다. 괄호 안에 각 괄호가 도달하는 등급을 볼 수 있습니다.
- 2022년 8월 22일: 베스타 (등급 6.1)
- 2023년 1월 15일: 팔라스 (등급 7.7)
- 2023년 3월 21일: 세레스 (등급 7.1)
- 2023년 8월 10일: 히기에이아 (등급 9.7)
하늘에서 원하는 소행성을 빨리 찾으려면 Sky Tonight 앱을 사용해 보세요. 화면 하단의 돋보기 아이콘을 누르고 소행성의 이름을 입력한 다음 해당 검색 항목의 파란색 표적 아이콘을 누르세요.
자주하는 질문
소행성대는 지구에서 얼마나 멀리 떨어져 있습니까?
지구와 가장 가까운 소행성대 가장자리 사이의 거리는 1.2에서 2.2 천문단위입니다. 하나의 천문단위는 지구로부터 태양까지의 평균 거리이며, 이것은 1억 5천만 킬로미터와 같다.
소행성대에는 몇 개의 소행성이 있습니까?
ESA에 따르면 소행성대에는 지름 1km 이상의 소행성이 100만~200만 개 포함되어 있습니다. 게다가, 그곳에는 수백만 개의 작은 우주 암석들이 있습니다. 2022년 4월 현재, 천문학자들은 소행성대에서 [598,053개의 소행성들을 발견했고] 번호를 매겼다.
소행성대에서 가장 큰 물체는 무엇입니까?
소행성대에서 가장 큰 천체는 직경 940 킬로미터인 왜행성 세레스이다. 세레스에 대한 비디오를 시청하여 멋진 사실을 알아보십시오.
왜 소행성대가 있는 곳에 행성이 형성되지 않았습니까?
소행성대는 목성에 너무 가까이 위치해 있기 때문에 행성이 되지 않았습니다. 가스 거인의 엄청난 중력의 영향으로 소행성들이 하나의 큰 물체로 모이는 것을 막았습니다.
소행성대에서 발견된 두 개의 붉은 물체는 무엇입니까?
2021년 7월, 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 소행성대에 있는 다른 어떤 물체보다 스펙트럼이 훨씬 붉은 두 개의 거대한 소행성을 발견했습니다. 그 소행성들은 203 폼페이자와 269 유스티티아라고 불립니다. 과학자들은 그 소행성들이 태양계의 바깥 가장자리 근처에서 형성되었고 그리고 나서 약 40억년 전에 소행성대로 이주했을지도 모른다고 믿고 있습니다.
소행성대가 채굴될 수 있습니까?
이론적으로는 할 수 있습니다. 채굴의 이상적인 후보는 아마도 철과 니켈로 만들어진 소행성 16 프시케일 것입니다. 몇몇 추정에 따르면, 이 소행성은 수억 달러의 가치가 있을지도 모릅니다! 하지만, 소행성을 채굴하는 것은 아마도 지금 당장 가지고 있지 않은 기술을 필요로 하는 매우 어려운 일입니다.
요약하자면, 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에는 다양한 모양과 크기의 수백만 개의 우주 암석이 있습니다. 아마도, 소행성들은 목성의 중력의 영향 때문에 행성으로 합쳐지지 않은 태양계 생성의 잔해일 것입니다. 소행성대의 소행성에 대한 다음 우주 임무는 2023년에 발사될 예정인 나사의 프시케입니다.
