38억년 전 달, 지름 240km급 소행성과 충돌?

달 표면에는 수많은 충돌 분화구가 존재한다. 이는 달의 생성 이후 수십억 년 동안 달에 충돌한 수많은 소행성이 남긴 흔적이다. 대부분은 매우 작은 크기의 소행성이지만, 이 중에는 지름 수십km의 대형 소행성도 존재한다. 그런데 최근 38억 년 전 달 표면에 지름 240km에 달하는 거대 소행성이 충돌했다는 증거가 발견되었다.

충돌 위치는 임브리움 분지(Imbrium basin)로 달 표면에 존재하는 지름 1200km의 분지다. 과거 이 분지에는 과거 거대한 소행성이 충돌한 자국이 있는데, 이전 추정으로는 80km 지름의 소행성이 충돌한 것으로 여겨졌다. 공룡과 수많은 생물을 멸종시킨 소행성의 지름이 10km 정도인 점을 생각하면 매우 큰 소행성 충돌이다.

하지만 브라운 대학의 피트 슐츠(Pete Schultz) 교수가 이끄는 연구팀은 사실 여기에 충돌한 소행성의 크기가 기존의 추정보다 세 배나 크다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 충돌의 각도와 속도, 그리고 주변에 파편의 흔적을 조사해서 실제 충돌이 어느 정도 규모였는지 규명했다. 정확한 크기 추정을 위해서 나사의 에임즈 연구소에 있는 특별한 대포(Vertical Gun Range)가 사용되었는데, 이 장치는 대략 4.2m의 포로 작은 물체를 최고 시속 2만 5700km로 발사하는 장치다.

연구팀은 이 장치를 이용해서 다양한 각도와 속도에서 충돌의 흔적과 파편을 연구했다. 그 결과 38억 년 전 임브리움 분지에 충돌한 천체가 지름 250km급이라는 사실이 밝혀졌다.

38억 년 전은 태양계에서 후기 대폭격기로 불리는 시기로 이때 수많은 소행성과 혜성이 태양계 안쪽으로 들어와 내행성과 수많은 충돌을 일으켰다. 이 시기 가장 거대한 소행성 가운데 하나가 달에 충돌한 것이다. 이 소행성은 행성을 형성한 원시행성 (protoplanet)의 일부일 가능성도 있다.

다행히 이 시기 이후 태양계에서 대규모 소행성 충돌은 더 일어나지 않았다. 간혹 비교적 큰 소행성이나 혜성이 지구나 다른 내행성에 충돌하긴 했지만, 충돌 가능성이 높은 대형 소행성은 이 시기에 대부분 충돌로 사라진 것이다. 오늘을 사는 우리에게는 매우 다행한 일이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com