금속 소행성 '프시케' 탐사선 발사...지구핵 비밀 풀릴까

NASA

금속이 풍부한 소행성 프시케를 묘사한 일러스트레이션. NASA 제공.

미국 항공우주국(NASA)이 금속으로 된 소행성 ‘프시케’ 탐사선을 발사했다. 프시케는 현재 관측할 수 있는 유일한 금속성 소행성이다. 

NASA는 13일(현지시간) 오전 10시 19분 미국 플로리다 케네디 우주센터에서 스페이스X의 최대 규모 로켓인 ‘펠컨 헤비’에 실린 프시케 탐사선을 발사했다고 밝혔다. 소행성 프시케와 같은 이름이 붙은 탐사선 프시케는 6년간 소행성 프시케를 향해 항해하게 된다. 

프시케 탐사선은 발사 한 시간이 넘었을 때 팰컨 헤비 상단에서 분리됐고, NASA에 첫 신호를 전달했다. 우주선은 2029년 8월 프시케 궤도에 도착해 26개월간 탐사를 진행하게 된다. 

소행성 프시케는 가장 넓은 폭이 173마일(약 278km)인 작은 행성으로, 대략 미국 매사추세츠 주 정도 크기다. 1852년 이탈리아 천문학자인 안니발레 데 가스파리스가 처음 이 소행성을 발견했고 그리스 여신의 이름을 따 프시케로 명명했다. 

프시케는 첫 발견 시 다른 소행성처럼 태양 주변의 궤도에서 움직이는 소행성의 하나에 불과했다. 하지만 1960년대 천문학자들은 망원경 관측을 통해 프시케의 색깔이 지구에 떨어진 철 운석들과 비슷하다는 점을 알아냈다. 이후 프시케에서 지구로 돌아오는 레이더 반사 파동이 다른 소행성에서 오는 것보다 밝다는 점을 확인해, 레이더를 반사하는 금속 파편이 있을 것으로 추정했다. 

이후 과학자들은 프시케의 궤도가 암석으로 된 소행성보다 훨씬 밀도가 높다는 것을 암시하는 굴절이 일어난다는 점을 발견했다. 이는 프시케가 거의 ‘순수한 금속’과 가깝다는 사실을 보여준다.  

분석 결과를 토대로 프시케는 행성의 내부인 ‘핵’에 해당하는 부분일 것이란 추정이 제기되고 있다. 화성과 목성 사이의 소행성대에 위치한 이 소행성은 태양계가 형성되는 초기에 극심한 충돌로 바깥층은 떨어져 나가고 가운데 핵 부위만 남은 것일 가능성이 있다는 것이다. 

지구의 핵은 철과 니켈로 구성돼 있을 것으로 추정되는데 프시케는 이 같은 금속 함량이 풍부할 것으로 예상된다. 현재 인류가 탐사할 수 있는 유일한 금속성 행성으로, 지구의 핵을 탐험하는 것은 현재 불가능하기 때문에 프시케를 통해 핵 부위에 대한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

하지만 NASA는 이러한 추정이 틀렸다는 게 이번 탐사를 통해 증명될 가능성도 있을 것으로 보고 있다. 이를 증명하는 임무를 맡은 린디 엘킨스-탠튼 미국 애리조나주립대 지구·우주탐사학과 교수는 뉴욕타임스를 통해 “우리의 많은 생각들이 틀렸다는 것을 증명하게 될 수도 있다”며 “틀렸다는 것을 증명하는 것은 과학의 가장 흥미로운 일”이라고 말했다. 

이어 “현재 우리가 가지고 있는 데이터를 바탕으로 볼 때 이 행성은 절반 이상이 금속일 것으로 보인다”며 “단, 이를 채굴하기엔 현재의 기술로 이 행성이 너무 멀리 떨어져 있다”고 덧붙였다. 

프시케 탐사선은 지구와 ‘레이저 메시지’를 교환할 예정이다. 현재 우주선들은 전파를 이용해 통신한다. 레이저 통신은 이론상 심우주 송신 대역폭을 100배까지 증가시킬 것으로 기대돼, 이번 우주선 탐사는 새로운 통신 기술을 시연하는 자리가 될 것으로 보인다. 

프시케 탐사선은 다중 스펙트럼 영상장비를 이용해 프시케의 표면을 관찰하고, 탑재한 자력계를 통해 지구 중심부에서 작동하는 것과 비슷한 자기장 흔적을 찾을 예정이다. 감마선 분광기를 통해 우주선이 소행성 표면과 충돌할 때 생성되는 고에너지 감마선과 중성자도 검출할 예정이다. 이 입자들은 프시케가 갖고 있는 금속 및 암석의 구성과 분포 정보를 담고 있다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]