초기 성운과 행성의 파편 소행성

태양계에는 태양, 행성, 혜성, 유성만 있는 것이 아닌 소행성 수백만 개의 파편이 이들 사이를 떠다니고 있습니다. 소행성은 태양계 초기 성운에 있던 잔해와 물질이 더 큰 행성에 흡수되지 않아 생기거나, 초기 행성이었다가 충돌로 부서져 궤도를 이탈하며 탄생한 천체입니다. 대부분의 소행성은 화성과 목성 궤도 사이의 소행성대에서 태양 주위를 공전하고, 행성보다 크기가 작으며, 암석 물질로 이루어져 있습니다. 소행성은 궤도의 위치나 구성 성분 등 다양한 기준으로 분류할 수 있습니다. 그중 가장 자주 쓰이는 분류법은 반사되는 빛의 스펙트럼을 활용하는 것입니다. 소행성에서 반사된 빛을 분광기로 분석하면 특징적인 선과 파장이 나타나 구성 성분과 특징을 알 수 있습니다. 스펙트럼 분류법에 따르면 소행성은 크게 셋으로 나뉩니다. C-형 소행성, S-형 소행성, M-형 소행성입니다. C-형 소행성은 탄소질 소행성입니다. 대부분 광물과 혼합된 탄소 화합물로 이루어져 있고, 화성과 목성 사이 소행성대 전역에서 관측됩니다. 빛의 반사도가 매우 낮아 어두우며 스펙트럼은 푸른색을 많이 띠고, 전체 소행성의 75퍼센트가량을 차지합니다. S-형 소행성은 석질운석과 마찬가지로 암석 성분을 주성분으로 하며 니켈과 철 등 금속물이 혼합되어 있기도 합니다. 주로 소행성대의 중앙보다 살짝 안쪽을 공전하고 있습니다. 빛의 반사도가 높아 비교적 밝고 전체 소행성의 약 17퍼센트가 여기에 속합니다. 마지막으로 M-형 소행성은 대부분 금속 성분을 띠고 간혹 소량의 암석도 포함하는 소행성입니다. 충돌로 인해 부서진 천체의 금속학에서 탄생했을 확률이 높습니다. S-형 소행성과 비슷한 위치에서 태양 둘레를 공전하며 빛의 반사도는 중간 정도에 스펙트럼은 주로 붉은빛을 띱니다. 태양계 내 대부분의 소행성은 화성과 목성 사이 소행성대에 위치합니다. 이곳에서 수백만 개의 소행성이 궤도를 따라 공전합니다. 태양계 형성 초기에 등장한 파편들이 자기들끼리 뭉쳐 독립적인 행성을 이루지 못하고 개별 조각으로 소행성대에 남아 있는 이유는 목성의 강력한 중력 때문이라는 분석이 있습니다. 일부 소행성들은 소행성대가 아니라 해왕성 바깥의 카이퍼대에 존재하기도 합니다. 태양계 내 대부분의 소행성은 화성과 목성 사이 소행성대에 위치합니다. 일부 소행성들은 소행성대가 아니라 해왕성 바깥의 카이퍼대에 존재하기도 합니다. 소행성들은 종종 비슷한 궤도와 경로로 공전합니다. 이곳에서 수백만 개의 소행성이 궤도를 따라 공전합니다. 태양계 형성 초기에 등장한 파편들이 자기들끼리 뭉쳐 독립적인 행성을 이루지 못하고 개별 조각으로 소행성대에 남아 있는 이유는 목성의 강력한 중력 때문이라는 분석이 있습니다.  이들은 한때 거대한 원시 행성을 이루었다가 외부의 거대 천체와 충돌해 비슷한 궤도를 도는 소행성군이 되었을 가능성도 있습니다. 자주 관측되어 널리 알려진 소행성 중 하나는 베스타인데, 베스타 근처에서 같은 궤도를 도는 소행성의 무리가 있습니다. 이들을 베스타 소행성군이라고 부릅니다. 먼 과거에 베스타에 무언가가 충돌하며 거대한 크레이터를 만들고, 그 파편들이 흩어지며 베스타 소행성군이 되었을 것으로 보입니다. 어떤 소행성군은 다른 행성이나 위성의 궤도를 공유하며 함께 공전하기도 합니다. 이들을 가리켜서 트로이군입니다. 트로이 소행성군은 행성과 태양의 중력이 균형을 이루는 지점에 있기 때문에 다른 천체와 충돌하지 않고 안정적인 위치를 유지합니다. 이렇게 고정하는 두 천체 사이에서 중력과 위성의 원심력이 상쇄되어 실질적으로 중력의 영향을 받지 않는 평형점을 라그랑주점이라 합니다. 천문학자들은 새로운 소행성을 발견할 때마다 이름을 짓습니다. 이들은 대부분 목성 궤도에서 발견됩니다. 금성, 지구, 화성에도 트로이 소행성군이 존재합니다.  소행성의 정식 명칭은 숫자와 이름으로 이루어져 있습니다. 숫자는 발견 순서대로 붙이며, 이름은 발견자가 직접 붙이거나 생략하기도 합니다. 소행성 베스타의 공식 명칭은 4 베스타지만 보통 숫자를 생략하고 부르는 경우가 많습니다. 소행성의 이름은 신화 속 신이나 정령 뛰어난 업적을 남긴 천문학자 때로는 유명 작가나 음악가에서 따오기도 합니다. 비틀스 멤버들은 모두 자신의 이름을 딴 소행성을 가지고 있습니다. 한국사 속 유명 과학자인 장영실과 실학자 홍대용의 이름이 붙은 소행성도 존재합니다. 내행성계의 소행성 중 상당수는 지구의 궤도를 교차합니다. 이들을 가리켜 지구 통과 소행성이라고 부릅니다. 근지구 소행성은 최소 수만 개 이상 존재할 것으로 보이고 지름이 1km를 넘을 만큼 거대한 것도 꽤 많습니다. 이런 크기의 소행성은 지구에 충돌할 경우 전 지구적 재앙을 일으킬 수 있기 때문에 더욱 면밀한 관측과 궤도 분석이 필요합니다. 소행성과 지구의 궤도가 교차하면 서로 위험할 정도로 가까워질 수도 있습니다. 그렇다고 항상 충돌하지는 않습니다. 이렇게 지구 가까이 접근하는 소행성을 근지구 소행성이라고 합니다.  천문학자들은 근지구 소행성의 궤도와 태양 사이의 거리 지구와의 거리 등을 계산해 충돌 가능성을 예측하고 신중하게 관측합니다. 지상의 천문대와 지구궤도를 도는 우주 망원경, 우주로 발사한 탐사선을 통해 소행성을 연구하고 있습니다. 처음으로 소행성대를 탐사한 우주선은 1970년대의 파이어니어 10호였습니다. 목성 탐사를 위해 발사된 갈릴레오호도 놀라운 업적을 남겼습니다. 목성으로 향하던 도중, 1991년과 1993년에 각각 소행성대의 가스프라와 이다를 근접 비행했고, 최초로 소행성의 위성 다크틸을 발견한 것입니다. 1996년에는 니어 슈메이커호가 근지구 소행성인 433 에로스 탐사를 목적으로 발사되었는데, 이 탐사선은 2001년 사상 최초로 소행성에 착륙하고 자료를 수집해 지구로 전송했습니다. 이후에도 인류는 소행성 연구를 위해 수많은 탐사선을 보냈습니다.