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1 소형망원경천문학 10 강혜성과소행성 - 태양계의부스러기 - 천문우주학과김용기교수 목차 혜성과소행성관측 혜성과소행성 혜성 소행성 NEO 1

2 1. 소행성 소행성너는누구냐? - 태양계의화석 약 46 년전, 원시태양의주위에서생긴가스와먼지의원반안에서미행성이탄생 미행성의충돌을반복하면서원시행성으로성장 행성의경우는성장과정에서고온에녹았기때문에내부가층모양으로나누어짐 소행성의경우는성장이도중에멈추거나일정한성장후에파괴되었기때문에태양계초기의물질상태를그대로보전하고있어 태양계의화석 이라고함 < 소행성및행성의성장시나리오 > 3 32 만개의부스러기 - 소행성 행성보다작고대기가없는암석형태의태양을공전하는천체 1801년세레스 (Ceres) 발견이후 관측된소행성의개수 : 88,642,855개 ( 혜성 :583,527개) 궤도를지닌소행성 : 326,266개 ( 미공인 :269,954개) Inner/Mid Solar System Minor Planets Count Mid/Outer Solar System Minor Planets Count Atiras 17 Atens 696 Apollos 4176 Amors 3420 Hungarias Mars-Crossers 8312 Hildas 3755 Jupiter Trojans 5416 Centaurs/Scattered Disk 424 Plutinos 242 Classical Trans-Neptunian Objects 892 Main-Belt Asteroids Other Trans-Neptunian Objects 36 Census of minor planets 4 2

3 소행성의구분과종류 5 허블우주망원경에포착된소행성의흔적산란스파이크모양의별 우리은하의별푸른색별들 350 만광년떨어진궁수자리왜소불규칙은하의별들 ( 사진 : NASA, ESA and Y,Momany) 6 3

4 소행성의명명 발견된달 (month) A :1 월전기 / D :2 월후기 / V: 11 월전기단, I 는사용하지않고 H 에서 J 로건너뜀 처음에는그리스로마신화의여신이름, 일반여성의이름을사용 발견시기와순서에따라임시이름부여 발견된연도 2003VB 12 발견된달의보름의기간안에그소행성이발견된순서 A : 첫번째 /Z : 25 번째 /A 1 : 26 번째 B 12 : 302 번째 궤도가확정된소행성 : 고유번호부여, 발견자가원할경우새로운이름을부여 발견되는소행성수가급격히늘어나임시이름을유지 7 한국과관련있는소행성은? 한국인이발견 일본인이발견 비고 통일 4963 관륵 일본에불교전파 보현산 4976 조경철 최무선 6210 현섭 전외교관 이천 7365 세종 이순지 8895 나 나일성 허준 9871 전 전상운 홍대용 광주 광주광역시 김정호 이원철 유방택 8 4

스펙트럼은다른타입의소행성보다도푸른색을많이띰 - 대표친구들 : 세레스, 마틸드, 팔라스 9 세레스 (CERES) 가장큰소행성 지름 :

5 스펙트럼형에따라분류되는소행성 탄소가많은 C-형소행성 - 전체소행성의약 75% - 반사도 : 3~4 % ( 석탄덩어리수준 ) 규소, 유기탄소화합물이혼합된원시소행성으로판명 - 주로태양에서약 3AU이상떨어진궤도를돌지만, 거의소행성대전역 (2~4AU) 에걸쳐서관측 - 스펙트럼은다른타입의소행성보다도푸른색을많이띰 - 대표친구들 : 세레스, 마틸드, 팔라스 9 세레스 (CERES) 가장큰소행성 지름 : 952km / 소행성대전체질량의 32% 현재는왜소행성으로분류 구형태의모양 표면 : 얼음이섞인혼합물과수화물로구성 내부 : 암석질의핵, 얼음맨틀 10 5

마틸드 (MATHILDE) 우주선이방문한최초의소행성 니어슈메이커우주선이에로스로가는길에방문 (1997.6.27.) 여러개의큰화구 : 운석충돌의증거 지름 50km가넘는비교적큰소행성이며밀도 : 1.3g/ cm3 석탄보다도검고색이나밝기차이가없다 내부가매우균질 구멍이숭숭난 천체이지만운석이충돌해도부서지지않았던이유는?

6 마틸드 (MATHILDE) 우주선이방문한최초의소행성 니어슈메이커우주선이에로스로가는길에방문 ( ) 여러개의큰화구 : 운석충돌의증거 지름 50km가넘는비교적큰소행성이며밀도 : 1.3g/ cm3 석탄보다도검고색이나밝기차이가없다 내부가매우균질 구멍이숭숭난 천체이지만운석이충돌해도부서지지않았던이유는? 11 스펙트럼형에따라분류되는소행성 석질성분이많은 S-형소행성 - 전체소행성의약 17% - 주성분 : 규산철과규산마그네슘등석질 (stony) - 화학조성 : 니켈과철등의금속물이혼합 - 반사도 : 0.10 ~ 0.22로비교적밝은외관 - 위치 : 주로소행성대중앙보다안쪽궤도 (2~ 3.5 AU) -대표소행성: 가스프라 (Gaspra), 아이다 (Ida), 에로스 (Eros) 등 12 6

7 아이다 (IDA) 와닥틸 (DACTYL) 소행성과위성 암석으로된소행성, 표면은가는모래로덮여있음 고온이되어녹은큰천체에서분리된조각으로추측됨 크기 : 59.8x25.4x18.6km 위성닥틸 : 소행성의위성으로는처음발견 - 변형된공모양, 크기 1.6x1.4x1.2km 13 스펙트럼형에따라분류되는소행성 금속성분이많은 M-형소행성 - 철이나니켈에서나타나는스펙트럼이보임 - 항공기, 선박처럼레이다를통한관측이가능 - 약간붉은색을띄고소량의암석성분도포함 - 반사도 : 0.10 ~ 위치 : 내부소행성대 (2~3.5AU) - 대표소행성 : 프시케 (Psyche) 14 7

8 베스타 (VESTA) 철의핵을가진소행성 소행성대에서세레스, 팔라스에이어세번째로큰천체 ( 지름 : 516 km ) 소행성대전체질량의 9% ( 세레스다음으로무거운천체 ) 10 억년전충돌로질량의 1% 손실, 남반구에큰분화구생김 -지구로떨어진충돌잔해 : HED 운석 (Kelley, M. S., et al. (2003). Quantified mineralogical evidence for a common origin of 1929 Kollaa with 4 Vesta and the HED meteorites.) 대표적인 V형소행성 : S형에비해휘석에의한강한흡수선형성될때고온에서암석이녹아중심부에철등의무거운금속으로이루어진핵이형성된것으로보임 15 DAWN 탐사선이보내온베스타 ( ~ 8) 16 8

9 금속성소행성의형성 내부에분화작용이일어나는크기가큰소행성은중심부에금속핵을지닐수있다 충돌에의해큰소행성이쪼개지면핵부분의조각은금속으로이루어진소행성이된다 17 왜구성성분이태양과의거리에따라달라질까? 태양계생성초기원시가스구름의응축과정으로설명 태양에가까운소행성대의안쪽부분은상대적으로온도가높아규소와같은화합물이모이고, 물과같은휘발성이높은물질은제거된다. 태양에서멀어질수록상대적으로온도가낮아휘발성물질이더많이포함되게된다. 실제로 C- 형소행성들은소행성대중간에위치하며대부분물을함유하는것으로보인다 18 9

소행성탐사선 갈릴레오우주선 : 1991 년가스프라 / 1993 년아이다통과 니어슈메이커 : 1996.2.

9 발사 / 2005 년이토가와에착륙 - 세계최초 : 달이외의천체의물질을가져옴 -

갈릴레오탐사선이소행성근접사진을찍음 가스프라 : 첫번째목표물 플로라소행성가족의구성원 (S- 형소행성 )

10 소행성탐사선 갈릴레오우주선 : 1991 년가스프라 / 1993 년아이다통과 니어슈메이커 : 발사 - 마틸다 1200km 까지접근 / 에로스착륙 하야부사 : 발사 / 2005 년이토가와에착륙 - 세계최초 : 달이외의천체의물질을가져옴 - 가정멀리여행하고돌아온탐사선 귀환, 호주에캡슐을남기고사라짐 던 (Dawn) : 발사행성의진화과정연구 년베스타도착 / 2015 년세레스도착예정 19 소행성자세히보기 갈릴레오탐사선이소행성근접사진을찍음 가스프라 : 첫번째목표물 플로라소행성가족의구성원 (S- 형소행성 ) 크기 16km, 엄청난충돌의결과로매우불규칙적인모습 듬성듬성한충돌구덩이분포 플로라소행성가족을형성한충돌이약 2 억전전에일어남 가스프라정도의크기를가진소행성이 10억년에한번씩충돌가능성 20 현재보다더작은크기의구성원을가진소행성가족이생겨났을가능성이있다 10

11 포보스와데이모스 : 화성에포획된소행성 1977 년바이킹탐사선에의해발견 양쪽모양이불규칙하고상당히찌그러져있다 충돌구덩이도많이가지고있다 원시물질로구성되어있다 21 멀고가까운소행성 트로이그룹 목성공전궤도와비슷한 5.2AU 에분포 목성궤도상에소행성이안정된상태로영구히존재할수있는두지점 년사이에 4개발견후그숫자가수백개정도로늘어남 어둡고, 소행성대외곽에있는것들처럼원시물질로구성 1990 년에화성과같은궤도에있는트로이형소행성이발견됨 1990 년 2 월까지알려진 132 개의트로이군소행성의실제위치 11

12 태양계외부의소행성 목성궤도밖에있는소행성들은발견하기힘들어몇개만관측되었다 센타우루스그룹 먼거리에있는소행성들로혜성 - 소행성의이중성격 키론 토성궤도안쪽에도있다가천왕성궤도까지멀어진다 직경 200km, 1988 에근접하여밝기가 2 배로밝아짐 물, 이산화탄소얼음같은휘발성물질을함유하고있어태양근처에서증발하여티끌과가스대기형성 폴러스 해왕성보다먼 33AU 의궤도 / 붉은색을띤다 23 지구에근접하는소행성 지구근접천체, NEO (Near-Earth Objects) 과거에많은천체가지구에충돌했다 1m 이하크기의소행성은약 2000 개 NEO 의궤도는불안정! 지구형행성들중하나와충돌하거나행성과근접조우후중력방출을통해태양계외부로밀려난다 25% 정도는지구와충돌함으로일생을마감 지구에재앙을초래할수있어지속적인 patrol 이필요 24 12

13 지구근접소행성의레이다관측 카스탈리아소행성 아레시보망원경을이용 1989 년관측 직경 400m 정도작은소행성으로아령모양 토우타티스소행성 1992 년 12 월지구근접시레이다관측 불규칙한모양을가진두덩러리가서로맞붙어자전하고있다 2. 혜성 혜성은어떻게만들어졌을까? 혜성의생성과정은소행성과비슷하다. 행성으로성장하지못한입자들이혜성이되는데, 새롭게탄생한행성의중력에의해태양계가장자리로퉁겨지게된다

혜성의성분과구조 혜성의생성 : 원시태양계의주위를떠다니는먼지, 얼음, 파편등의입자가모여생성

과먼지로구성 탐사선의분석결과탄소, 수소, 무기물등도포함하고있음을발견 알베도 : 2~4% (

먼지가섞인얼음층태양에가까워지면혜성의표면에서가스가분출하고가스는핵의주위에 코마

혜성의꼬리와궤도운동 혜성의꼬리 : 먼지꼬리와이온꼬리 ( 이온및전자 ) 먼지꼬리 :

가스꼬리라고도부르며, 약 50km /s의큰속도로태양반대쪽으로이온분자들이밀려나가면서꼬리를형성.

14 혜성의성분과구조 혜성의생성 : 원시태양계의주위를떠다니는먼지, 얼음, 파편등의입자가모여생성 지저분한눈덩이 : 50% 이상의얼음 ( 물, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 암모니아등 ) 과먼지로구성 탐사선의분석결과탄소, 수소, 무기물등도포함하고있음을발견 알베도 : 2~4% ( 태양계의천체중가장검다 ) 혜성의구조 : 얼음이느슨하게모여있고가스로채워진많은빈공간으로구성되어있기때문에보통얼음의 ¼수준의밀도로부서지기쉬운구조혜성의내부 : 밀도가큰핵 / 혜성의외부 : 먼지가섞인얼음층태양에가까워지면혜성의표면에서가스가분출하고가스는핵의주위에 코마 라는엷은대기를형성가스의일부와먼지는태양풍에의해꼬리를형성 27 < 혜성의핵 / 혜성의구조 > 혜성의꼬리와궤도운동 혜성의꼬리 : 먼지꼬리와이온꼬리 ( 이온및전자 ) 먼지꼬리 : 태양열을받아타버린규산염먼지. 꼬리는혜성진행방향의반대방향으로생성 이온꼬리 : 분자와전자의이온화로생성. 가스꼬리라고도부르며, 약 50km /s의큰속도로태양반대쪽으로이온분자들이밀려나가면서꼬리를형성. 이온꼬리는태양풍에영향을받아태양에근접할수록점점더길어지며, 먼지꼬리와같이혜성진행방향의반대방향즉, 태양의반대방향으로생긴다. 혜성의궤도는대부분행성과같은타원궤도이나, 타원이무한히길어서포물선이나쌍곡선의형태를가지기도한다. 또한짧은타원궤도를가지고도는혜성이있는데이것은토성이나목성의중력에이끌려궤도가작아지기때문이다. 28 < 혜성의꼬리와궤도운동 > 14

15 혜성의분류와기원 혜성의분류 : 이심률과궤도주기 단주기혜성 - 이심률 : 0.1 ~0.9 - 공전주기가 200년미만인혜성 - 보통다른행성들처럼황도면과비슷한방향의궤도. 전형적으로원일점이목성바깥쪽에위치한다. - 대표적인사례 : 핼리혜성 장주기혜성 - 이심률 : 거의 1에근접 - 공전주기가 200년 ~ 수천년 ( 또는수백만년 ) - 이들의궤도는그원일점이외행성바깥쪽먼곳에있으며, 궤도는황도면에가까우나어떤기울기의궤도도가질수있다. - 대표적인사례 : 헤일-밥혜성태양계를수직으로가로질렀다. 비주기혜성 : 장주기혜성과유사, 쌍곡선또는포물선의궤도를그리며, 태양곁을지나간후에는태양계를떠나돌아오지않는혜성 29 핼리혜성 수성과금성의궤도중간지점인태양에서 8,700만km까지접근 태양에근접하면태양열로인해약 1억t의물질이손실 75~76년을주기로 17만 5,000년동안 2,300번태양을지나갔으며원래 32km에이르던반지름이절반으로줄어들어앞으로 17 만 7,000년동안 2,500 차례나더태양을방문할것으로예상 사상처음으로궤도가정확히계산된혜성 30 15

템펠 1 혜성 1867 년프랑스인템펠에의해발견 화성과목성사이를지나며약 5.

< 템펠 1 혜성 > < 혜성을덮은먼지 / 이산화탄소의분출 / 얼음의분포

16 템펠 1 혜성 1867 년프랑스인템펠에의해발견 화성과목성사이를지나며약 5.5 년의주기 1881 년에는목성근처에가까이접근하여한동안관측이어려웠으나, 1967 년다시관측 년태양과가장가까운지점을지날때미항공우주국 (NASA) 은딥임팩트탐사선에서분리된충돌체를이혜성에충돌시켜크레이터의생성원리, 혜성내부와외부의구성물질등을알아내기위한우주실험을했다. < 템펠 1 혜성 > < 혜성을덮은먼지 / 이산화탄소의분출 / 얼음의분포 / 수증기의분출 ( 왼쪽부터 ) 딥임팩트프로젝트의근적외선분석에희한하틀리제2혜성영상 > 31 혜일밥혜성 1995년발견할당시밝기가 10.5등급이었지만, 태양에서가장가까운거리를통과한 1997년에는 1등급이상으로밝아짐. 핼리혜성보다 100배이상밝았으며, 핵의지름크기는 40km허블우주망원경관측시, 매초약 9t에달하는물을방출하고있었는데태양을지나갈무렵에는초당 1,000t의먼지와 130t의물을방출헤일-밥혜성의궤도를분석한결과, 태양계바깥의오르트구름에서왔다는것을알게됨 32 16

혜성아! 넌어디에서오니?? 카이퍼벨트 (Kuiper belt) 단주기혜성의고향 30AU ~ 100AU 에있는원반모양 적어도 1000 만개의동면중인얼음혜성핵들로구성된도넛모양의저장소 공전주기가 200년이하인단주기혜성의기원으로생각되며, 일부천문학자들은오르트구름의 내부구조의일부로생각.

17 혜성아! 넌어디에서오니?? 카이퍼벨트 (Kuiper belt) 단주기혜성의고향 30AU ~ 100AU 에있는원반모양 적어도 1000 만개의동면중인얼음혜성핵들로구성된도넛모양의저장소 공전주기가 200년이하인단주기혜성의기원으로생각되며, 일부천문학자들은오르트구름의 내부구조의일부로생각. 카이퍼벨트는쉽게태양과의거리로구분하지만정확히는궤도요소의궤도장반경과근일점 거리로정의됨. 1 고전적카이퍼벨트 : 궤도장반경이해왕성 ( 약 30AU) 보다크고, 공전주기가해왕성의약 2 배 ( 약 48~50AU) 이하인천체들의영역을말한다. 이곳의천체들은해왕성의중력의영향을강 하게받으며, 이부분만을카이퍼벨트라고부르는경우도있다 공명카이퍼벨트 : 고전적카이퍼벨트중특히공전주기가해왕성과정비례하여공명관계를 가짐 2 산란원반 (Scattered Disk) : 궤도장반경이약 48~400AU 정도인영역으로, 근일점 거리는약 40AU 이하이며, 근일점에서는해왕성의중력의영향을받는다 33 혜성아! 넌어디에서오니?? 오르트구름 장주기혜성의고향 수조개의불활성혜성의핵들이모여있는태양주위의광대한저장소이며태양계를껍질처럼둘러싸고있다고생각되는가상적인천체집단 1950년네덜란드천문학자얀오르트 (Jan Hendrik Oort) 가고안태양으로부터 1만 ~ 10만 AU 거리에위치오르트구름의기원은태양계의형성과진화의과정에서현재의목성궤도부근부터해왕성궤도부근까지존재하고있던작은천체들이거대행성의중력과태양계를지나가던주변항성이나가스구름에의해궤도요소가바뀌어지금의형태로바뀌었다는설이유력비주기혜성도여기에속해있다고추정 34 < 카이퍼벨트와오르트구름 > 17

혜성의충돌과생명의출현 은하계안의모든별들은서로다른궤도로공전 태양계역시 2 억 5 천만년을주기로은하를공전 은하계안의모든별들도서로다른궤도로일주하는가운데태양계가어떤별이가까워지는경우가생기는데이때혜성과충돌하게된다. 그럼, 혜성과의충돌은우리에게어떠한영향을미치게될까?

18 혜성의충돌과생명의출현 은하계안의모든별들은서로다른궤도로공전 태양계역시 2 억 5 천만년을주기로은하를공전 은하계안의모든별들도서로다른궤도로일주하는가운데태양계가어떤별이가까워지는경우가생기는데이때혜성과충돌하게된다. 그럼, 혜성과의충돌은우리에게어떠한영향을미치게될까? 35 혜성의충돌과생명의출현 1994년7월16일, 목성의중력에의해총21개조각으로나뉘어진슈메이커-레비혜성이 60km /s의속도로목성과충돌 폭발위력 : 수소폭탄 100,000개가동시에폭발 충돌크기 : 직경 1 ~ 2km정도 만약이들가운데하나가지구에떨어져졌다면? 생명체의 70% 이상이소멸되었을것! 그렇다면혜성의충돌은지구에무서운영향만을끼치는존재일까? < 목성과슈메이커 - 레비혜성과의충돌로생긴흔적 > 36 18

혜성의충돌과생명의출현 달표면의크레이터에서아폴로 11 호가채취한모래를분석 달과작은천체들이충돌했을때발생한먼지들로뭉쳐진유리구슬을발견

4억년간의잦은혜성충돌에도불구하고현재의지구는수많은종의생명들로넘쳐나고있는데,

혜성의충돌과생명의출현 원시태양계시절혜성에저장되어있던복합유기체분자들이지구와충돌하는과정에서지구에전달, 지구생명의탄생에기여

19 혜성의충돌과생명의출현 달표면의크레이터에서아폴로 11 호가채취한모래를분석 달과작은천체들이충돌했을때발생한먼지들로뭉쳐진유리구슬을발견 유리구슬이생겨난연대를분석 달에서의혜성충돌은시간의흐름에따라점점줄어들다가지난 4억년간급격하게충돌이늘어난것을발견 4억년간의잦은혜성충돌에도불구하고현재의지구는수많은종의생명들로넘쳐나고있는데, 달의혜성충돌그래프위에현재지구의생물이어떻게종을늘려왔는지를보여주는그래프를겹쳐놓았더니두개의그래프가놀라울정도로일치 37 혜성의충돌과생명의출현 원시태양계시절혜성에저장되어있던복합유기체분자들이지구와충돌하는과정에서지구에전달, 지구생명의탄생에기여 혜성의분자들이지구와충돌할때살아남았다는것은믿기어려우나탄소, 질소, 산소등신체의모든요소는별안에서형성되었고나중에별에서나와성간, 성운에모여있다가혜성에들어가게된것이라고추측 그물질들이다시혜성에서행성으로전달되어생명이되었으니, 우리는혜성의일부이자우주의일부 38 19

스타더스트호 (2004 년 1 월 2 일 ) - Wild2 혜성촬영 (250km까지접근 ) 후혜성의먼지를지구로가져옴 수이세이 (Suisei), 사키가케 (Sakigake) 지오토 (Giotto)

20 혜성탐사선들은어떤것들이있을까? 국제혜성탐사선 (international Cometary Explorer) - 자코비니지너혜성, 혤리혜성관측 딥스페이스 1 호 (2001 년 ) - 보렐리혜성의핵촬영 (2200km 접근 ) 스타더스트호 (2004 년 1 월 2 일 ) - Wild2 혜성촬영 (250km까지접근 ) 후혜성의먼지를지구로가져옴 수이세이 (Suisei), 사키가케 (Sakigake) 지오토 (Giotto) 뉴호라이즌 발사 / 2015 년명왕성과카론 /2020 년다른카이퍼벨트천체에접근 39 혜성탐사선들은어떤것들이있을까? 발사 (ESA) 핼리혜성에접근 그리그-스켈리럽혜성접근 - 에폭시 / NASA, 2005 년발사 - 딥임팩트프로젝트로하틀리 2 혜성을초근접하여관측 임무종료 40 20

21 로제타탐사선 세계최초의혜성착륙우주선 (ESA) 발사 태양력추진우주선 지구궤도 2 바퀴선회후화성주변을 1 회선회후추진력얻음 시속 135,000km로 70억km를날아가 2014년목성부근추류모프-게라시멘코 (Churyumov-Gerasimenko) 혜성에착륙 혜성표면에파일리 (Philae) 착륙선 혜성표면의암석과화학물질등태양계진화과정을밝혀줄자료수집 41 대표적인혜성 혜성주기 ( 년 ) 발견연도특징 핼리혜성 처음으로주기계산 휴메이슨혜성 2, 우리생애다시는볼수없어요. ㅜ. ㅜ 베넷혜성 1, 얘두요 ㅜ. ㅜ 웨스트혜성 560, 근일점통과후 4조각으로분리 하쿠다케혜성 18, 지구근접 1500만km 통과 헤일-밥혜성 2, 약18개월간육안관측이가능 자코비니-지너혜성 사분의자리, 용자리감마유성의모혜성 엥케혜성 최초로발견된단주기혜성 홈즈혜성 월수시간만에 17등급엣 2.8등급으로급격히밝아짐 터틀혜성 년접근 이대암-SWAN 혜성 11, 한국인이발견한최초의혜성 42 21

혜성의운명 일생대부분을온도가절대영도에가까운오오트혜성구름이나콰이퍼대에서보낸다 혜성이행성의중력장안에들어오면... 1. 행성에충돌하여일순간에일생을마감 2. 중력장에의해가속되어태양계를완전히이탈 3.

22 혜성의운명 일생대부분을온도가절대영도에가까운오오트혜성구름이나콰이퍼대에서보낸다 혜성이행성의중력장안에들어오면 행성에충돌하여일순간에일생을마감 2. 중력장에의해가속되어태양계를완전히이탈 3. 섭동을받아더짧은주기의단주기혜성이된다 주기는수천년단위가됨 3. NEO NEO의개념 지구근접천체 혜성및소행성으로구성 지구와약 2억Km 이내의근일점거리에서궤도를가진태양계물체 그중최근접물체 (0.05AU, 지름 150m이상지구위협천체 (PHAS) 라불림 크기가클수록위험도증가 22

23 NEO 란? 소행성 소행성은태양주위를공전하고있는행성보다작은천체 태양계안쪽행성의초기형성과정에서남겨진파편이나조각들 대부분암석으로구성 목성과화성사이소행성대에많이존재 암석물질로대기가존재하지않아태양근접시가스꼬리가없고티끌꼬리만존재 NEO 란? 혜성 토성궤도 태양계에떠도는천왕성파편조각들궤도 카이퍼벨트대에존재 ( 카이퍼벨트설명 ) 해왕성 궤도혜성의핵은먼지와얼음 코마라고하는핵주변을감싸고있는대기가존재해태양근접시가스꼬리가존재 헬리혜성궤도 23

24 행성인테이에라와충돌 NEO 충돌사례 원시지구는안정된궤도에서행성크기에도달 원시지구근처에또다른행성 테이에라 와비슷한공전궤도로수백년동안공전하다가지구와충돌 두행성의지각과멘틀일부가떨어져나가고그파편으로달이생성되고행성인테이에라가소멸되어안정된지금의지구를형성 바다생성원인 NEO 충돌사례 후기운석대충돌기 목성과토성의궤도공명현상이원인 엄청난중력이발생되고 100년동안카이퍼벨트의혜성 99% 를태양계밖으로일부는태양계내부로이동시킴 얼음덩어리로된다수의혜성들이지구와충돌하며물을생성 24

25 NEO 충돌사례 공룡의멸종 소행성충돌설, 홍수설, 빙하기설, 대규모화산활동설중가장인정받는소행성충돌설 멕시코유카탄반도의칙술룹지역 ( 약6500만년전 ) -> 300Km운석구덩이발견 -> 주변토양이리듐다량검출 -> 지름 10Km이상, 64000km/h, 수조t의혜성이라추정 < 수소폭탄 2000만배, 히로시마 8000만배 > -> 해일, 유성우, 화산폭발, 지진, 햇빛차단등다양한자연재해를유발 -> 공룡멸종 크레이터흔적 Barringer Meteor Crater New Quebec crater Lonar crater Vredefort crater Elgygytgy Amguid crater Upheaval Dome Roter Kamm crater NEO 충돌사례 25

26 크레이터흔적 소행성지름 50m 30 만 t, 13Km/s - 1.2Km 구덩이 - 소행성지름 50m - 수소폭탄 15 배 - 반경 3.4Km 내즉사 소행성지름 500m - 지름 3.4Km 구덩이 - 수소폭탄 8500 배 소행성지름 12~20Km - 지름 300km 구덩이 - 수소폭탄 2000 만배 소행성지름 500Km 이상지구멸망 NEO 충돌사례 NEO 충돌이지구에끼친영향 NEO 충돌사례 2014년지구를스쳐지나간 NEO 지구둘레 39600Km 지구와달사이의거리 Km 26

27 NEO 충돌사례 2014년지구에충돌한 NEO 2014 AA - 지름 3m로매우작은소행성 년 1월 2일지구에충돌 첫번째충돌이라 2014AA로명명 - 중미와아프리카사이에떨어짐 충돌가능성있는 NEO NEO 충돌사례 아포피스 (2004 MN4) - 지름 390m 규모 - 수소폭탄 2500 배 년충돌가능성 % - 지표면과의거리약 31600Km ( 지구와달사이의거리 Km) - 아포피스와같은천체지구에초근접할확률은 1000년에한번꼴 27

28 충돌방지를위한인류의노력 관측및연구 NEOPAT - 한국, 남아공, 칠레, 미국등자동화된 NEO 관측시스템 IAU [ 국제천문연맹 ] 소속 MPC [ 소행성센터 ] 는 세계각국에서관측된소행성좌표를받아새로운소행성추가및기존소행성궤도를최신화하여다시그정보들을제공 지상관측뿐만아니라인공위성과탐사선도관측후자료송신 AA 관측자료 - 소행성궤도변경 충돌방지를위한인류의노력 우주선충격방안 -우주선으로소행성충돌후소행성궤도변경 ( NASA 에서혜성에임상실험성공 ) 중력트렉터 - 우주선으로소행성근처에같이이동하며미세하게중력에차질을주어궤도를변경 핵폭탄폭파 < 차선책 > - 핵폭탄으로소행성파괴 < 파편발생위험 > 28

29 최근충돌사례 - 러시아 기타 2013 년 2 월 15 일러시아첼랴빈스크주상공에출현 지름 17m 에무게는 1 만 t, 폭발위력은 500kt 으로 1945 년일본원폭의 33 배 지역주민 1600 여명이다치고건물 7000 여채가부서짐 NASA 는 이같은폭발은 100 년에한번일어날정도의규모였다 고평가 기타최근발견사례-1 진주유성 3 월 9 일 8 시 30 분경 서울, 수원, 청주, 포항, 진주등지서관측 밝게빛나면서소멸된유성일확률이높음. 운석이발견되었단설이있지만아직확실하지않음즉, 진주운석 x 진주유성 o 표현 29

30 운석의이용 기타 지구내부물질이아닌태양계생성과동시대에만들어진소행성과혜성 - 탄소검출방법으로소행성연대측정및충돌당시연대측정가능 - 천연광물질을풍부하게보유 - 특히혜성이가진얼음은탐사로켓연로로사용가능한액체수소와액체산소를풍부하게제공 - 희소성으로인해운석구덩이관광화, 운석을박물관보관등다양하게활용중 결론 공룡의멸종, 대운석구덩이들, 앞으로도충돌가능한 NEO를확인 확률은낮지만혹시지구에지름 20Km 이상의천체가부딪힐경우대부분의생명체가멸종하고지름 500Km 이상의천체가부딪힐경우지구가멸망 그만큼관심을갖고이런사태를피하게위해앞으로꾸준한연구개발필요 30

31 4. 혜성과소행성의관측 혜성관측에서얻어지는뜻밖의발견들 : 구상성단, 외부은하, 잘분해되지않은성단또는알려진혜성 소형망원경으로관측할수있는소행성들 : Ceres, Pallas, Juno, Vesta 7. 혜성과소행성 61 소행성과혜성관측사이트소헹성과혜성들의위치정보를포함한자료들을얻을수있다 10강혜성과소행성

32 10 강혜성과소행성 강혜성과소행성 64 32

33 혜성과소행성관측메뉴얼 1) 준비물 망원경, 카메라, T 링 릴리즈 혜성과소행성관측메뉴얼 2) 명칭 (1) 망원경 (2) 가대와삼각대 Televue 사의구경 102mm 굴절망원경 (3) 접안렌즈 (4) 균형추 33

34 혜성과소행성관측메뉴얼 2) 명칭 (5) T 링 (6) 카메라 (7) 릴리즈 경통과카메라를연결 혜성과소행성관측메뉴얼 3) 혜성관측 보통관측하기에힘든천체 태양계에근접해오는몇몇의혜성들은소형망원경으로도관측가능 가대의극축이잘맞춰져있다면단초점망원경으로추적하지않고 30 초정도의길지않는노출로혜성촬영가능 34

35 혜성헤일 - 밥 : 300mm 망원렌즈 T-Max 400 필름 2 분노출 혜성과소행성관측메뉴얼 4) 소행성관측 망원경과카메라를이용하여찾고자하는소행성들을촬영 배경별들에대해소행성이어떤위치변화확인가능 소행성명 등급 1 Ceres Pallas Juno Vesta 5.5 가장밝은소행성들 35

36 소행성 4673-bortle: 빨간원에해당하는배경별들에대해소행성인파란원이이동 소행성 386 SIEGENA 소행성이란? - 태양주위를공전하는작은천체 소행성대 에로스 아이다와위성댁딜 36

37 소행성 386 SIEGENA 발견한사람과날짜 Max Wolf, 약 1 만년 겉보기등급과절대등급 12.5 등급, 7.43 등급. 평균거리 AU ( = 434,250,000Km) 소행성 386 SIEGENA 약 만년분년 평균거리 AU ( = 434,250,000Km) 37

38 소행성 386 SIEGENA s 소행성 386 SIEGENA 38

39 무작위황도대 s 무작위황도대 39

40 소행성관측 (1) 망원경위치에서의소행성의 EPHEMERIDES 찾기 에접속 왼쪽탭에 observer Services의 Minor Planet & Comet Ephem 클릭 빈칸에원하는소행성이름넣기 Ephemeris start data : YYYY MM DD?? Y= 년, M= 월, D= 일,?=UT 관측시할날의적경, 적위판단잘하기 Number of Epoch dates to 에따른적경 output : 데이터출력개수, 적위판단 Ephemeris interval : 몇일몇시간몇분몇초마다할것인지 Observatory code : 없음 Longitude???.????? E, latitude??,?????? altitude??.?? M Get ephemerides/html page 클릭 2015 정교사연수 - 소형망원경을이용한천문관측 - 40

(2) 소행성의적경, 적위확인하기 - 소행성의이동속도를고려하여, 장당 30 분 ~90 분정도의시간을갖고

6.5.390 Installation Package (EXE file, 6.

41 (2) 소행성의적경, 적위확인하기 - 소행성의이동속도를고려하여, 장당 30 분 ~90 분정도의시간을갖고 3 장의이미지를획득 프로그램을이용하여 3 장의이미지를처리해서소행성을확인 (3) ASTROMETRICA 사용하기 접속 Downloads 에들어가서프로그램다운받기 (100 일 shareware) Version Installation Package (EXE file, 6.0MB) 받기 setting 클릭 Setting 값은 CCD 나망원경의상태에따라다름 Astrometrica 를사용하면, 찍힌 3 장의이미지에서소행성의별들의사이를두고이동하는모습을포착가능 41

지상관측뿐만아니라인공위성과탐사선도관측후자료송신 - 2014AA 관측자료 - 기존알려진필드에서소행성검출결과

42 소행성관측의예 NEOPAT -한국, 남아공, 칠레, 미국등자동화된NEO 관측시스템 IAU [ 국제천문연맹 ] 소속 MPC [ 소행성센터 ] 는 세계각국에서관측된소행성좌표를받아새로운소행성추가및기존소행성궤도를최신화하여다시그정보들을제공 지상관측뿐만아니라인공위성과탐사선도관측후자료송신 AA 관측자료 - 기존알려진필드에서소행성검출결과 (2095)Parsifal 의 (V16.6) 2014 년 03 월 21 일 RA : 10 시 40 분 32 초 Dec : 6 도 51 분 40 초부근 84/30 약 30 초각 42

43 시계열자료에서소행성검출결과 (MCV BG-CMi 영역 ) (4083)Jody 의 (V15.1) 2014 년 01 월 08 일 RA : 07 시 31 분 00 초 Dec : 09 도 22 분 37 초부근 21/30 약 1 분각 약 1 분각 86/30 43

2018-05-29 7일 1시간 51분 5일 1시간 40분 8일 4시간 32분 6일 57분 10일 4시간 58분 2013년 3월 4일 3시간

32분 6일 57분 10일 4시간 58분 2013년 3월 4일 3시간 21분 11일 4시간 50분 2013년 3월 14일 4시간 25분 a =

02178 orbit inclination Ω = 329.07434 right ascension of ascending node ω = 310.

44 일 1시간 51분 5일 1시간 40분 8일 4시간 32분 6일 57분 10일 4시간 58분 2013년 3월 4일 3시간 21분 11일 4시간 50분 2013년 3월 14일 4시간 25분 약 1분각 87/30 7일 1시간 51분 5일 1시간 40분 8일 4시간 32분 6일 57분 10일 4시간 58분 2013년 3월 4일 3시간 21분 11일 4시간 50분 2013년 3월 14일 4시간 25분 a = semi-major axis e = numerical eccentricity i = orbit inclination Ω = right ascension of ascending node ω = argument of perigee ν = true anomaly MPO ( ) 약 1분각 88/30 44

45 1. NASA 인공위성이발견한 지구초접근 2 개의소행성 2. 화성에서관측한사이딩스프링혜성 45

태양계의 구성원과 구조 * 제 5 장 * 1/28 지구와 그 위성들 태양 태양계... 이 장에서는 태양계의 전체적인 모습 2. 태양계의 구성원들 3. 태양계의 구조 4. 태양풍과 태양계 5. 은하계 속의 태양계 우주의 이해 / The Understanding

태양계의 구성원과 구조 * 제 5 장 * 1/28 지구와 그 위성들 태양 태양계... 이 장에서는... 1. 태양계의 전체적인 모습 2. 태양계의 구성원들 3. 태양계의 구조 4. 태양풍과 태양계 5. 은하계 속의 태양계 태양계의 구성원과 구조 * 제 5 장 * 2/28 태양계의 전체적인 모습 : 태양계의 정의 태양계는 태양과, 태양을 모항성으로 하는 모든