19일 지구 충돌 확률 한때 3.1%까지 치솟아
NASA-ESA 역량 동원, 제임스웹 긴급투입
유엔 회원국에 잠재 충돌 위협 사상 첫 통보
충돌 확률 당분간 널뛰기...궤도정보 축적 관건
“결국 확률 0 될 것” vs. 中 행성방위군 모집
지난해 12월 남미 칠레의 한 천체 망원경이 포착한 소행성 하나가 국제 사회를 혼란에 빠뜨리고 있다. 지구에서 4800만㎞ 떨어진 우주에서 발견된 이 소행성은 지름이 40~90m로 작은 아파트 한 채 크기로 추정된다. 우주 공간을 1초에 17㎞로 날며 현재는 지구에서 멀어지고 있다.
먼 우주에서 날아오는 소행성을 감시하는 지구 방위 전초기지 역할을 하는 미 항공우주국(NASA) 지구근접천체연구센터(CNEOS)는 19일(현지 시각) ‘2024 YR4′로 명명한 이 소행성이 2032년 12월 22일 지구와 충돌할 확률이 1.5%라고 홈페이지에 공개했다. 통상적으로 얼마 안 되는 수치지만 우주를 떠도는 소행성이 지구에 충돌할 확률이 1%를 넘는 것은 이례적이다. 이 센터는 지난달 말부터 거의 매일 소행성 2024 YR4의 충돌 확률을 업데이트하고 있다. 불과 하루 전에는 이 소행성이 충돌할 확률이 3.1%이라고 발표했다. 이는 천문학계가 지구 주변의 소행성에 대한 충돌 확률을 추정하기 시작한 이후 사상 최고치에 해당한다. 한때 충돌 가능성이 가장 컸던 아포피스 소행성의 충돌 확률(2.7%)보다도 높다.
소행성 2024 YR4가 지난 1월 29일 처음 공개됐을 때 충돌 확률은 1.3%에 불과했다. 하지만 최근 3주 사이 이 소행성의 충돌 확률은 널뛰기하고 있다. 소행성 분야 전문가인 문홍규 한국천문연구원 책임연구원은 “소행성 충돌 확률이 이처럼 짧은 시간 동안 이렇게 높은 수준까지 치솟은 사례는 없었다”며 “재난 영화 수준으로 걱정할 정도는 아니지만 전 세계 많은 우주 과학자가 이 상황에 주목하고 있다”고 말했다.
갑자기 날아든 ‘2032년’ 충돌 경고
우리 태양계엔 바위와 금속, 얼음으로 된 작은 소행성과 혜성이 150만개 이상 떠돌고 있다. 과학자들은 이 중 지구와 충돌할 가능성이 큰 3만4600개 정도를 면밀하게 추적하고 있다. 하지만 대부분은 정체를 드러내지 않은 채 유령처럼 주변을 떠돌고 있다. 소행성 2024 YR4는 지난해 12월 27일 NASA의 후원을 받아 남미 칠레에서 운영하는 소행성 지상 충돌 최종경보 시스템(ATLAS·아틀라스) 망원경에 포착되기 전까지 한 번도 인간의 눈에 띈 적이 없다.
‘도시 킬러’로 불리는 대형 소행성 충돌에 대비하기 위해 유엔이 지정한 자문그룹 중 하나인 국제소행성경보네트워크(IAWN)는 한 달간 면밀한 분석을 진행하고 지난달 29일 “이 소행성이 2032년 12월 22일 충돌할 가능성이 1.3%에 이르는 잠재적 충돌체로 나타났다”는 경고를 내놨다. 이 그룹이 지난 2013년 유엔 총회에서 정식 자문그룹으로 승인받은 이후 충돌 확률이 1%가 넘어선 사례를 유엔외기권사무국(UNOOSA)을 통해 유엔 회원국에 경고한 것은 처음이다. 국내에도 우주항공청과 외교부에 상황이 공유됐다. NASA가 주도하는 IAWN은 심각한 피해를 낳는 소행성의 충돌 위험을 예측하고 연구하는 전문가들의 국제적인 네트워크다. 지름이 10m가 넘는 소행성이 지구에 충돌할 확률이 1% 이상이면 유엔총회와 회원국에 통보할 책임이 있다.
소행성 2024 YR4에 대한 국제적 대응에는 IAWN과 함께 유엔 자문그룹으로 출범한 우주임무계획자문그룹(SMPAG)도 참여하고 있다. 이 그룹은 우주탐사를 하는 나라들의 대표 모임으로 유럽우주국(ESA)이 주도하고 있다. 지난 4~6일 오스트리아 빈에서는 미국과 유럽을 비롯한 각국 전문가들이 참석한 가운데 IAWN과 SMPAG 운영위원회가 열렸다. 한국에선 문 책임연구원이 IAWN에, 조성기 천문연 우주위험감시센터장이 SMPAG에 대표로 참석했다. 각국 전문가들은 이 자리에서 앞으로 다양한 관측 수단을 이용해 소행성 궤도를 정확하게 관측하기로 하고 충돌 위험 여부를 논의하는 회의를 이르면 4월 말이나 5월 중 다시 열기로 했다.
정확한 궤도 알아야 정확한 충돌 확률 알아
대부분의 소행성의 충돌 확률은 시간이 흐르면 0이나 100에 수렴하게 된다. 쉽게 말해 아무 일이 일어나지 않거나 부딪힌다는 이야기다. 하지만 재난에 대비하기 위해 충돌 확률을 구하려면 소행성의 정확한 공전 궤도를 알아야 한다.
소행성 궤도 전문가인 정안영민 천문연 박사는 “최근 NASA와 ESA가 공개하는 소행성 충돌 확률이 매일 널뛰기를 하는 현상은 이 소행성의 궤도가 지금도 매일 실시간으로 업데이트되고 있다는 데서 비롯된다”고 설명했다. 지구와 소행성은 태양을 중심으로 각각의 타원 궤도를 돌고 있다. 과학자들은 소행성의 정확한 궤도만 알면 17세기 독일 천문학자 요하네스 케플러가 제안한 방정식을 이용해 어느 시점에 어떤 위치에 있는지 알아낼 수 있다고 말한다. 하지만 소행성 2024 YR4의 궤도에 대해선 알려진 것이 많지 않다. 지구의 공전 궤도보다 훨씬 찌그러진 타원 모양의 궤도를 그리며 4년 주기로 태양을 한 바퀴 돌고 하루가 19분으로 매우 짧다는 정도다.
정안 박사에 따르면 우주에서 소행성 궤도를 추적하는 일은 멀리 걸어가는 사람을 망원경으로 보고 어디로 가는지 예측하는 일과 비슷하다. 가령 몇㎞ 밖에서 걸어가는 사람을 한 번만 관측하면 어디로 가는지 알 수 없다. 하지만 지속해서 관찰하면 어디로 향하는지 추정할 수 있다. 1분보다는 1시간을 관찰하는 게 위치를 추정하기 쉽다. 새롭게 발견된 소행성 궤도도 장기간의 관측을 통해 정확히 알 수 있다.
과학자들은 소행성 2024 YR4를 발견한 직후 이 소행성이 4년 주기로 공전하는 점에 착안해 2016년과 2020년 관측 자료를 뒤졌다. 관측 위치가 좋았던 2016년 소행성이 포착된 자료만 있으면 금방 소행성의 정확한 궤도를 확보할 것으로 기대했다. 하지만 이전의 어떤 관측 자료에도 이 소행성이 지나간 흔적이 발견되지 않았다. 과학자들은 결국 이 소행성을 처음부터 다시 추적하기로 했다.
소행성은 태양 주위를 따라 타원 궤도를 돌며 지구에서 멀어지다가 가까워지기를 반복한다. 소행성의 궤도를 알려면 지구에서 가장 가까워지는 시기에 관측해야 한다. 타원 궤도에서 먼 쪽을 돌고 있을 때는 크기가 작고 어두운 소행성은 시야에서 사라지기 때문이다. 소행성 2024 YR4의 경우 점점 멀어지고는 있지만 올 3월까지는 지구에 비교적 가까이 접근해 있는 최적의 관측 시기다.
과학자들은 최근 집중 관측을 통해 이 소행성의 대략적인 궤도 정보를 알아냈다. 하지만 정안 박사는 “현재까지는 소행성의 궤도의 대략적인 윤곽만 알아냈을 뿐이며 정확한 충돌 확률과 궤도 정보를 얻으려면 같은 위치에 최소 두 번 이상 접근했을 때 관측한 정보가 필요하다”고 말했다.
단기간 수집된 정보로는 소행성의 정확한 위치를 파악하기 어렵다. 관측 위치가 늘어나면 부정확성도 따라서 누적되고 계산된 궤도가 모호해져서 실제 소행성이 돌고 있는 궤도와 예측된 궤도에 차이가 난다. 이런 차이를 좁힐 방법으로 관측 시간과 실제 관측한 구간을 늘려야 한다고 과학자들이 주장하는 이유다.
정확한 궤도를 알 수 없는 상황에서 각각 공전하는 지구와 소행성 2024 YR4가 2032년 충돌할 지점도 달과 지구 사이를 오락가락 하고 있다. 과학자 그룹은 현재 몬테카를로 시뮬레이션이라는 방법으로 지구와 소행성의 충돌 가능성을 시험하고 있다. 현재 예측되는 궤도를 바탕으로 가상의 소행성 수천 개를 생성한 다음 2032년 12월 22일 소행성이 실제 지구 궤도와 겹치는지 보는 방법이다. 정안 박사는 “1월만 해도 소행성이 지구와 달 사이보다 훨씬 넓은 범위를 지나칠 것으로 예상됐지만 지금은 지구가 소행성이 지날 가능성이 큰 범위 한가운데 있는 것으로 나타난다”며 “이는 그만큼 충돌 확률이 올라갔다는 이야기”라고 말했다.
일부 전문가들은 달이 소행성 2024 YR4와 부딪칠 가능성도 있다는 전망도 내놓고 있다. ESA는 최근 소행성이 충돌 시점에 지구보다 달에 더 가까운 지점을 지날 확률이 높다는 예측을 내놓기도 했다.
제임스웹 우주망원경도 투입, 이르면 상반기 중 판가름
NASA와 ESA는 과학자들은 지난 1월부터 유럽남방천문대의 초대형 망원경과 미국 뉴멕시코 막달레나 릿지천문대 등 대형망원경 50개를 동원해 350회 이상 관측을 진행하고 있다. 초기엔 4m급과 6m급이 동원됐고 지구에서 점점 멀어지면서 10m급 대형망원경이 동원되고 있다. 소행성 2024 YR4는 현재 지구에서 점점 멀어지고 있다. NASA는 3월부터 5월20일까지 제임스웹 우주망원경을 긴급 투입해 소행성 2024 YR4의 궤도와 크기 관측에 나선다는 계획이다. 연구자들은 소행성 2024 YR4이 멀어지면 소행성이 반사하는 희미한 열을 포착하는 적외선 망원경이 추적에 더 유리할 것으로 보고 있다.
IAWN과 SMPAG는 올 상반기 중 소행성 궤도와 충돌 확률에 관한 정확한 정보를 산출한다는 계획이다. 문 책임연구원은 “올 상반기 중 소행성 2024 YR4가 지구에 충돌할지, 촌극으로 끝날지 어느 정도 윤곽이 드러날 것으로 예상된다”며 “다른 소행성처럼 충돌 확률은 시간이 흐르면 0에 수렴할 것으로 본다”고 말했다. 실제 2004년 발견된 아포피스 소행성은 처음엔 2029년 지구와 충돌할 확률이 2.7%로 계산됐지만, 추가 관측 결과 충돌 가능성이 더는 없는 것으로 결론이 났다.
한편에선 충돌설을 둘러싼 논란이 당분간 이어질 것이란 견해도 나온다. IAWN과 SMPAG가 올 상반기 중 충분한 궤도 관측 정보를 확보하지 못하면 충돌 확률을 조정할 기회는 소행성이 다음번 지구에 접근하는 2028년으로 넘어간다. 정안 박사도 “올해 관측으로는 충분한 궤도 관측이 어렵기 때문에 최소 다음번 소행성이 왔을 때 확실한 궤도 정보와 충돌 확률을 확보할 수 있다”고 말했다. 이때까지 소행성 2024 YR4는 당분간 잠재적인 지구 충돌 물체로 남아 있게 된다.
충돌 시 1억명 위험 노출 경고
과학자들은 섣부른 종말론을 경계하면서도 충돌 가능성을 완전히 배제하지 않고 있다. 실제로 소행성 2024 YR4의 궤도 정보가 충분히 쌓인 뒤에도 충돌 확률이 1% 이하로 내려가지 않거나 오히려 커질 수도 있다는 것이다. 이런 상황이 발생하면 안건은 유엔 안전보장이사회에 보고 된다.
영국 레딩대 제임스 오도노휴 교수도 최근 영국 사이언스 미디어센터에 보낸 서신에서 “NASA가 제임스웹 우주망원경을 동원하고 높은 수준의 대응을 보이는 것은 그만큼 이 문제가 심각한 주의를 요구한다는 것을 뜻한다”고 말했다.
소행성이 충돌했을 때 피해를 나타내는 척도인 토리노 등급에 따르면 소행성 2024 YR3의 충돌 위험 등급은 지금까지 3을 유지하고 있다. 10년 내 충돌 확률이 1%가 넘는 소행성에 부여되는 위험 등급이다. 토리노 등급은 충돌 가능성이 전혀 없는 0등급부터 충돌이 확실하고 지구 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있는 10등급까지 11개 등급으로 나뉜다. 토리노 3등급은 2004년 발견된 아포피스 소행성 다음으로 두 번째로 높다.
과학자들은 충돌 시 지구에 피해를 주는 소행성의 최소 크기를 10m로 본다. 지난 2013년 2월에는 지름 20m의 소행성이 러시아 첼랴빈스크시 상공에 진입하면서 발생한 충격파로 1500명이 다치는 사건이 발생했다. 지난 1908년에는 러시아 퉁구스카에 지름 50m의 소행성이 떨어져 2000㎢에 이르는 면적이 파괴됐다.
과학자들은 소행성 2024 YR4가 도시 하나를 날려버릴 정도의 피해를 줄 수 있다고 보고 있다. 실제로 NASA가 지난 1월 공개한 충돌 모니터링 보고서에 따르면 소행성 2024 YR4는 지구 대기권에 초속 17㎞로 진입한 뒤 동태평양과 남미 북부, 대서양, 아프리카, 아라비아해, 남아시아 일대의 한 지역에 떨어질 것으로 추정된다. 소행성이 떨어진 반경 50㎞이내 지역은 파괴될 것으로 예상된다. 이는 7.8메가톤급 핵폭탄에 맞먹는 폭발력에 해당한다.
현재까지 충돌 영향권에는 한국은 포함되지는 않는다. 하지만 세계에서 인구가 가장 많은 100개 도시 중 8곳인 콜롬비아 보고타와 코트디부아르 아비장, 나이지리아 라고스, 수단 하르툼, 인도 뭄바이와 콜카타, 방글라데시의 다카가 영향권에 들어간다. 이들 도시 인구만 1억1000만명이 넘는다. 문 책임연구원은 소행성 궤도뿐 아니라 정확한 크기와 재질에 대한 정보를 확보해야 혹시 모를 피해에 대비할 수 있다고 말했다.
충돌 확률 높을 땐 궤도 변경 추진
현재로서 소행성이 충돌하는 상황이 발생하면 대응 방법이 없지는 않다. 인류가 가진 한 가지 옵션은 우주선을 충돌시켜 방향을 바꾸는 방법이다. NASA는 지난 2022년 1000만㎞ 이상 떨어진 소행성 디모르포스에 소형우주선을 충돌시켜 궤도를 바꾸는 다트(DART) 실험에 성공했다. 문 책임연구원은 “인류가 소행성의 방향을 바꾸는 수단을 확보한 것은 사실이지만 실제 이를 사용하려면 충분한 시간이 필요하다”며 “만에 하나 시도한다고 해도 지구에 좋지 않은 결과를 초래할 수 있다”고 말했다. 그는 “만약 최악의 상황이 발생한다면 소행성이 다음번 지구에 접근하는 2028년 12월이 지구를 구할 마지막 기회”라고 말했다.
서구 사회가 과학자들을 중심으로 행성 방위에 나서고 있다면 중국은 국가 단위에서 시동을 걸고 있다. 중국 국가국방과학기술공업국(SASTIND)은 이달 초 온라인에 구인 광고를 내고 항공우주 공학, 국제 협력, 소행성 탐지 등 3개 분야에서 활동할 행성 방위군을 모집하기 시작했다. 중국은 2027년에는 2015XF261이라는 소행성을 대상으로 방향 변경 테스트를 준비하고 있다.
NASA와 ESA는 2월 들어 소행성 충돌 확률을 계속해서 조정하고 있다. 다행히 지금까지는 사회적 혼란은 벌어지지는 않고 있다. 하지만 과학자들이 소행성 충돌에 대한 종합적이고 정확한 정보를 내놓을 때까지 ‘소행성 충돌설’을 둘러싼 논란은 당분간 국제 사회에 긴장감을 형성할 것으로 보인다.
참고 자료
International Asteroid Warning Network, https://iawn.net/obscamp/2024 YR4/index.shtml
Space Mission Planning Advisory Group, https://www.cosmos.esa.int/web/smpag
NASA CNEOS, https://cneos.jpl.nasa.gov/sentry/details.html#?des=2024%20YR4
NASA-ESA 역량 동원, 제임스웹 긴급투입
유엔 회원국에 잠재 충돌 위협 사상 첫 통보
충돌 확률 당분간 널뛰기...궤도정보 축적 관건
“결국 확률 0 될 것” vs. 中 행성방위군 모집
NASA 지구근접천체연구센터(CNEOS)는 18일(현지시각) ‘2024YR4′로 명명한 이 소행성이 2032년 12월 22일 지구와 충돌할 확률을 3.1%로 상향 조정했다.
지난해 12월 남미 칠레의 한 천체 망원경이 포착한 소행성 하나가 국제 사회를 혼란에 빠뜨리고 있다. 지구에서 4800만㎞ 떨어진 우주에서 발견된 이 소행성은 지름이 40~90m로 작은 아파트 한 채 크기로 추정된다. 우주 공간을 1초에 17㎞로 날며 현재는 지구에서 멀어지고 있다.
먼 우주에서 날아오는 소행성을 감시하는 지구 방위 전초기지 역할을 하는 미 항공우주국(NASA) 지구근접천체연구센터(CNEOS)는 19일(현지 시각) ‘2024 YR4′로 명명한 이 소행성이 2032년 12월 22일 지구와 충돌할 확률이 1.5%라고 홈페이지에 공개했다. 통상적으로 얼마 안 되는 수치지만 우주를 떠도는 소행성이 지구에 충돌할 확률이 1%를 넘는 것은 이례적이다. 이 센터는 지난달 말부터 거의 매일 소행성 2024 YR4의 충돌 확률을 업데이트하고 있다. 불과 하루 전에는 이 소행성이 충돌할 확률이 3.1%이라고 발표했다. 이는 천문학계가 지구 주변의 소행성에 대한 충돌 확률을 추정하기 시작한 이후 사상 최고치에 해당한다. 한때 충돌 가능성이 가장 컸던 아포피스 소행성의 충돌 확률(2.7%)보다도 높다.
소행성 2024 YR4가 지난 1월 29일 처음 공개됐을 때 충돌 확률은 1.3%에 불과했다. 하지만 최근 3주 사이 이 소행성의 충돌 확률은 널뛰기하고 있다. 소행성 분야 전문가인 문홍규 한국천문연구원 책임연구원은 “소행성 충돌 확률이 이처럼 짧은 시간 동안 이렇게 높은 수준까지 치솟은 사례는 없었다”며 “재난 영화 수준으로 걱정할 정도는 아니지만 전 세계 많은 우주 과학자가 이 상황에 주목하고 있다”고 말했다.
갑자기 날아든 ‘2032년’ 충돌 경고
미 항공우주국(NASA)이 남미 칠레에서 운영하는 소행성 지상 충돌 최종경보 시스템(ATLAS·아틀라스) 망원경이 포착한 소행성 2024YR4(녹색 원). /국제소행성경보네트워크(IAWN)
우리 태양계엔 바위와 금속, 얼음으로 된 작은 소행성과 혜성이 150만개 이상 떠돌고 있다. 과학자들은 이 중 지구와 충돌할 가능성이 큰 3만4600개 정도를 면밀하게 추적하고 있다. 하지만 대부분은 정체를 드러내지 않은 채 유령처럼 주변을 떠돌고 있다. 소행성 2024 YR4는 지난해 12월 27일 NASA의 후원을 받아 남미 칠레에서 운영하는 소행성 지상 충돌 최종경보 시스템(ATLAS·아틀라스) 망원경에 포착되기 전까지 한 번도 인간의 눈에 띈 적이 없다.
‘도시 킬러’로 불리는 대형 소행성 충돌에 대비하기 위해 유엔이 지정한 자문그룹 중 하나인 국제소행성경보네트워크(IAWN)는 한 달간 면밀한 분석을 진행하고 지난달 29일 “이 소행성이 2032년 12월 22일 충돌할 가능성이 1.3%에 이르는 잠재적 충돌체로 나타났다”는 경고를 내놨다. 이 그룹이 지난 2013년 유엔 총회에서 정식 자문그룹으로 승인받은 이후 충돌 확률이 1%가 넘어선 사례를 유엔외기권사무국(UNOOSA)을 통해 유엔 회원국에 경고한 것은 처음이다. 국내에도 우주항공청과 외교부에 상황이 공유됐다. NASA가 주도하는 IAWN은 심각한 피해를 낳는 소행성의 충돌 위험을 예측하고 연구하는 전문가들의 국제적인 네트워크다. 지름이 10m가 넘는 소행성이 지구에 충돌할 확률이 1% 이상이면 유엔총회와 회원국에 통보할 책임이 있다.
소행성 2024 YR4에 대한 국제적 대응에는 IAWN과 함께 유엔 자문그룹으로 출범한 우주임무계획자문그룹(SMPAG)도 참여하고 있다. 이 그룹은 우주탐사를 하는 나라들의 대표 모임으로 유럽우주국(ESA)이 주도하고 있다. 지난 4~6일 오스트리아 빈에서는 미국과 유럽을 비롯한 각국 전문가들이 참석한 가운데 IAWN과 SMPAG 운영위원회가 열렸다. 한국에선 문 책임연구원이 IAWN에, 조성기 천문연 우주위험감시센터장이 SMPAG에 대표로 참석했다. 각국 전문가들은 이 자리에서 앞으로 다양한 관측 수단을 이용해 소행성 궤도를 정확하게 관측하기로 하고 충돌 위험 여부를 논의하는 회의를 이르면 4월 말이나 5월 중 다시 열기로 했다.
정확한 궤도 알아야 정확한 충돌 확률 알아
소행성 2024YR4는 4년 주기로 지구를 찾아온다. 2028년 12월과 2032년 12월 지구에 가장 가깝게 접근한다. /ESA
대부분의 소행성의 충돌 확률은 시간이 흐르면 0이나 100에 수렴하게 된다. 쉽게 말해 아무 일이 일어나지 않거나 부딪힌다는 이야기다. 하지만 재난에 대비하기 위해 충돌 확률을 구하려면 소행성의 정확한 공전 궤도를 알아야 한다.
소행성 궤도 전문가인 정안영민 천문연 박사는 “최근 NASA와 ESA가 공개하는 소행성 충돌 확률이 매일 널뛰기를 하는 현상은 이 소행성의 궤도가 지금도 매일 실시간으로 업데이트되고 있다는 데서 비롯된다”고 설명했다. 지구와 소행성은 태양을 중심으로 각각의 타원 궤도를 돌고 있다. 과학자들은 소행성의 정확한 궤도만 알면 17세기 독일 천문학자 요하네스 케플러가 제안한 방정식을 이용해 어느 시점에 어떤 위치에 있는지 알아낼 수 있다고 말한다. 하지만 소행성 2024 YR4의 궤도에 대해선 알려진 것이 많지 않다. 지구의 공전 궤도보다 훨씬 찌그러진 타원 모양의 궤도를 그리며 4년 주기로 태양을 한 바퀴 돌고 하루가 19분으로 매우 짧다는 정도다.
정안 박사에 따르면 우주에서 소행성 궤도를 추적하는 일은 멀리 걸어가는 사람을 망원경으로 보고 어디로 가는지 예측하는 일과 비슷하다. 가령 몇㎞ 밖에서 걸어가는 사람을 한 번만 관측하면 어디로 가는지 알 수 없다. 하지만 지속해서 관찰하면 어디로 향하는지 추정할 수 있다. 1분보다는 1시간을 관찰하는 게 위치를 추정하기 쉽다. 새롭게 발견된 소행성 궤도도 장기간의 관측을 통해 정확히 알 수 있다.
과학자들은 소행성 2024 YR4를 발견한 직후 이 소행성이 4년 주기로 공전하는 점에 착안해 2016년과 2020년 관측 자료를 뒤졌다. 관측 위치가 좋았던 2016년 소행성이 포착된 자료만 있으면 금방 소행성의 정확한 궤도를 확보할 것으로 기대했다. 하지만 이전의 어떤 관측 자료에도 이 소행성이 지나간 흔적이 발견되지 않았다. 과학자들은 결국 이 소행성을 처음부터 다시 추적하기로 했다.
소행성은 태양 주위를 따라 타원 궤도를 돌며 지구에서 멀어지다가 가까워지기를 반복한다. 소행성의 궤도를 알려면 지구에서 가장 가까워지는 시기에 관측해야 한다. 타원 궤도에서 먼 쪽을 돌고 있을 때는 크기가 작고 어두운 소행성은 시야에서 사라지기 때문이다. 소행성 2024 YR4의 경우 점점 멀어지고는 있지만 올 3월까지는 지구에 비교적 가까이 접근해 있는 최적의 관측 시기다.
과학자들은 최근 집중 관측을 통해 이 소행성의 대략적인 궤도 정보를 알아냈다. 하지만 정안 박사는 “현재까지는 소행성의 궤도의 대략적인 윤곽만 알아냈을 뿐이며 정확한 충돌 확률과 궤도 정보를 얻으려면 같은 위치에 최소 두 번 이상 접근했을 때 관측한 정보가 필요하다”고 말했다.
단기간 수집된 정보로는 소행성의 정확한 위치를 파악하기 어렵다. 관측 위치가 늘어나면 부정확성도 따라서 누적되고 계산된 궤도가 모호해져서 실제 소행성이 돌고 있는 궤도와 예측된 궤도에 차이가 난다. 이런 차이를 좁힐 방법으로 관측 시간과 실제 관측한 구간을 늘려야 한다고 과학자들이 주장하는 이유다.
정확한 궤도를 알 수 없는 상황에서 각각 공전하는 지구와 소행성 2024 YR4가 2032년 충돌할 지점도 달과 지구 사이를 오락가락 하고 있다. 과학자 그룹은 현재 몬테카를로 시뮬레이션이라는 방법으로 지구와 소행성의 충돌 가능성을 시험하고 있다. 현재 예측되는 궤도를 바탕으로 가상의 소행성 수천 개를 생성한 다음 2032년 12월 22일 소행성이 실제 지구 궤도와 겹치는지 보는 방법이다. 정안 박사는 “1월만 해도 소행성이 지구와 달 사이보다 훨씬 넓은 범위를 지나칠 것으로 예상됐지만 지금은 지구가 소행성이 지날 가능성이 큰 범위 한가운데 있는 것으로 나타난다”며 “이는 그만큼 충돌 확률이 올라갔다는 이야기”라고 말했다.
일부 전문가들은 달이 소행성 2024 YR4와 부딪칠 가능성도 있다는 전망도 내놓고 있다. ESA는 최근 소행성이 충돌 시점에 지구보다 달에 더 가까운 지점을 지날 확률이 높다는 예측을 내놓기도 했다.
제임스웹 우주망원경도 투입, 이르면 상반기 중 판가름
NASA는 제임스웹우주망원경을 사용해서 2032년 지구에 충돌할 가능성이 있는 소행성 2024YR4 의 크기에 대한 정보를 데이터를 수집할 예정이다. NASA
NASA와 ESA는 과학자들은 지난 1월부터 유럽남방천문대의 초대형 망원경과 미국 뉴멕시코 막달레나 릿지천문대 등 대형망원경 50개를 동원해 350회 이상 관측을 진행하고 있다. 초기엔 4m급과 6m급이 동원됐고 지구에서 점점 멀어지면서 10m급 대형망원경이 동원되고 있다. 소행성 2024 YR4는 현재 지구에서 점점 멀어지고 있다. NASA는 3월부터 5월20일까지 제임스웹 우주망원경을 긴급 투입해 소행성 2024 YR4의 궤도와 크기 관측에 나선다는 계획이다. 연구자들은 소행성 2024 YR4이 멀어지면 소행성이 반사하는 희미한 열을 포착하는 적외선 망원경이 추적에 더 유리할 것으로 보고 있다.
IAWN과 SMPAG는 올 상반기 중 소행성 궤도와 충돌 확률에 관한 정확한 정보를 산출한다는 계획이다. 문 책임연구원은 “올 상반기 중 소행성 2024 YR4가 지구에 충돌할지, 촌극으로 끝날지 어느 정도 윤곽이 드러날 것으로 예상된다”며 “다른 소행성처럼 충돌 확률은 시간이 흐르면 0에 수렴할 것으로 본다”고 말했다. 실제 2004년 발견된 아포피스 소행성은 처음엔 2029년 지구와 충돌할 확률이 2.7%로 계산됐지만, 추가 관측 결과 충돌 가능성이 더는 없는 것으로 결론이 났다.
한편에선 충돌설을 둘러싼 논란이 당분간 이어질 것이란 견해도 나온다. IAWN과 SMPAG가 올 상반기 중 충분한 궤도 관측 정보를 확보하지 못하면 충돌 확률을 조정할 기회는 소행성이 다음번 지구에 접근하는 2028년으로 넘어간다. 정안 박사도 “올해 관측으로는 충분한 궤도 관측이 어렵기 때문에 최소 다음번 소행성이 왔을 때 확실한 궤도 정보와 충돌 확률을 확보할 수 있다”고 말했다. 이때까지 소행성 2024 YR4는 당분간 잠재적인 지구 충돌 물체로 남아 있게 된다.
충돌 시 1억명 위험 노출 경고
2004년 발견된 아포피스 소행성은 처음엔 2029년 지구와 충돌할 확률이 2.7%로 계산됐지만, 추가 관측 결과 충돌 가능성이 더는 없는 것으로 결론이 났다. /ESA
과학자들은 섣부른 종말론을 경계하면서도 충돌 가능성을 완전히 배제하지 않고 있다. 실제로 소행성 2024 YR4의 궤도 정보가 충분히 쌓인 뒤에도 충돌 확률이 1% 이하로 내려가지 않거나 오히려 커질 수도 있다는 것이다. 이런 상황이 발생하면 안건은 유엔 안전보장이사회에 보고 된다.
영국 레딩대 제임스 오도노휴 교수도 최근 영국 사이언스 미디어센터에 보낸 서신에서 “NASA가 제임스웹 우주망원경을 동원하고 높은 수준의 대응을 보이는 것은 그만큼 이 문제가 심각한 주의를 요구한다는 것을 뜻한다”고 말했다.
소행성이 충돌했을 때 피해를 나타내는 척도인 토리노 등급에 따르면 소행성 2024 YR3의 충돌 위험 등급은 지금까지 3을 유지하고 있다. 10년 내 충돌 확률이 1%가 넘는 소행성에 부여되는 위험 등급이다. 토리노 등급은 충돌 가능성이 전혀 없는 0등급부터 충돌이 확실하고 지구 전체를 위험에 빠뜨릴 수 있는 10등급까지 11개 등급으로 나뉜다. 토리노 3등급은 2004년 발견된 아포피스 소행성 다음으로 두 번째로 높다.
과학자들은 충돌 시 지구에 피해를 주는 소행성의 최소 크기를 10m로 본다. 지난 2013년 2월에는 지름 20m의 소행성이 러시아 첼랴빈스크시 상공에 진입하면서 발생한 충격파로 1500명이 다치는 사건이 발생했다. 지난 1908년에는 러시아 퉁구스카에 지름 50m의 소행성이 떨어져 2000㎢에 이르는 면적이 파괴됐다.
과학자들은 소행성 2024 YR4가 도시 하나를 날려버릴 정도의 피해를 줄 수 있다고 보고 있다. 실제로 NASA가 지난 1월 공개한 충돌 모니터링 보고서에 따르면 소행성 2024 YR4는 지구 대기권에 초속 17㎞로 진입한 뒤 동태평양과 남미 북부, 대서양, 아프리카, 아라비아해, 남아시아 일대의 한 지역에 떨어질 것으로 추정된다. 소행성이 떨어진 반경 50㎞이내 지역은 파괴될 것으로 예상된다. 이는 7.8메가톤급 핵폭탄에 맞먹는 폭발력에 해당한다.
현재까지 충돌 영향권에는 한국은 포함되지는 않는다. 하지만 세계에서 인구가 가장 많은 100개 도시 중 8곳인 콜롬비아 보고타와 코트디부아르 아비장, 나이지리아 라고스, 수단 하르툼, 인도 뭄바이와 콜카타, 방글라데시의 다카가 영향권에 들어간다. 이들 도시 인구만 1억1000만명이 넘는다. 문 책임연구원은 소행성 궤도뿐 아니라 정확한 크기와 재질에 대한 정보를 확보해야 혹시 모를 피해에 대비할 수 있다고 말했다.
소행성 2024YR4는 지구 대기권에 초속 17㎞로 진입한 다음 동부 태평양과 남미 북부, 대서양, 아프리카, 아라비아해, 남아시아 일대 어느 한 지역에 떨어질 것으로 추정된다. /IAWN
충돌 확률 높을 땐 궤도 변경 추진
현재로서 소행성이 충돌하는 상황이 발생하면 대응 방법이 없지는 않다. 인류가 가진 한 가지 옵션은 우주선을 충돌시켜 방향을 바꾸는 방법이다. NASA는 지난 2022년 1000만㎞ 이상 떨어진 소행성 디모르포스에 소형우주선을 충돌시켜 궤도를 바꾸는 다트(DART) 실험에 성공했다. 문 책임연구원은 “인류가 소행성의 방향을 바꾸는 수단을 확보한 것은 사실이지만 실제 이를 사용하려면 충분한 시간이 필요하다”며 “만에 하나 시도한다고 해도 지구에 좋지 않은 결과를 초래할 수 있다”고 말했다. 그는 “만약 최악의 상황이 발생한다면 소행성이 다음번 지구에 접근하는 2028년 12월이 지구를 구할 마지막 기회”라고 말했다.
서구 사회가 과학자들을 중심으로 행성 방위에 나서고 있다면 중국은 국가 단위에서 시동을 걸고 있다. 중국 국가국방과학기술공업국(SASTIND)은 이달 초 온라인에 구인 광고를 내고 항공우주 공학, 국제 협력, 소행성 탐지 등 3개 분야에서 활동할 행성 방위군을 모집하기 시작했다. 중국은 2027년에는 2015XF261이라는 소행성을 대상으로 방향 변경 테스트를 준비하고 있다.
NASA와 ESA는 2월 들어 소행성 충돌 확률을 계속해서 조정하고 있다. 다행히 지금까지는 사회적 혼란은 벌어지지는 않고 있다. 하지만 과학자들이 소행성 충돌에 대한 종합적이고 정확한 정보를 내놓을 때까지 ‘소행성 충돌설’을 둘러싼 논란은 당분간 국제 사회에 긴장감을 형성할 것으로 보인다.
일각에선 소행성 충돌을 막을 방안으로 2022년 실험에 성공한 소형 우주선을 부딪혀 방향을 바꾸는 NASA의 다트(DART) 기술이 활용될 수 있다고 보고 있다. /NASA
참고 자료
International Asteroid Warning Network, https://iawn.net/obscamp/2024 YR4/index.shtml
Space Mission Planning Advisory Group, https://www.cosmos.esa.int/web/smpag
NASA CNEOS, https://cneos.jpl.nasa.gov/sentry/details.html#?des=2024%20YR4
