비행시간 7년 5개월, 비행거리 49억 km. 미국항공우주국(NASA)이 2007년 9월 우주로 보낸 탐사선 ‘돈(Dawn)’이 우리 시간으로 6일 오후 9시 20분경 세레스(Ceres) 궤도에 진입한다. 세레스는 화성과 목성 사이에 위치한 왜소행성이다. 돈이 무사히 세레스에 도착하면 역사상 첫 왜소행성 탐사가 이뤄진다.


○ 행성→소행성→왜소행성

세레스는 1801년 이탈리아의 수학자이자 천문학자인 주세페 피아치가 처음 발견했다. 이후 한동안 세레스는 지구와 동일한 ‘신분’인 행성 대접을 받았지만 화성과 목성 사이에서 수많은 소행성이 발견되면서 ‘1호 소행성’으로 지위가 격하됐다. 2006년에는 국제천문연맹(IAU) 총회에서 당시 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성을 왜소행성으로 분류하면서 세레스도 명왕성과 함께 왜소행성이 됐다.

세레스를 탐사하는 이유는 왜소행성이 태양계 생성 당시의 흔적을 고스란히 간직하고 있기 때문이다. 특히 왜소행성에는 대기가 없어 진공 상태인 우주에서 태양계가 생겨나던 당시의 원시 물질들이 그대로 보존돼 있다. 표면에는 운석 충돌로 생긴 크레이터도 대거 남아 있다. 왜소행성이 초창기 태양계를 확인할 수 있는 ‘우주 화석’인 셈이다.


○ 상공 375km까지 접근하며 16개월간 탐사


세레스는 지구에서 가장 가까운 왜소행성이라는 점에서 나머지 왜소행성 4개를 물리치고 탐사지로 뽑혔다. 지름은 약 950km로 왜소행성 중에서는 가장 작지만, 이 정도 크기면 지구처럼 내부에 핵이 있고 맨틀, 지각 등도 갖췄을 것으로 추정된다.

일부 전문가는 그간 촬영한 사진을 토대로 세레스 표면을 덮고 있는 얼음층 아래에 바다가 숨어 있을 가능성도 제기한다. 지난해 유럽우주국(ESA)은 세레스 표면에서 수증기가 새어 나왔음을 시사하는 증거를 포착했다고 발표하기도 했다.

최영준 한국천문연구원 책임연구원은 “돈이 보내올 데이터가 세레스 내부에 물의 존재 여부와 물이 분출되는 방식을 확인하는 데 유용할 것”이라면서 “달과 소행성처럼 대기가 없는 천체의 표면이 태양계 탄생 이후 긴 시간 동안 어떻게 변화했는지 연구하는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

돈은 세레스를 향하던 도중인 2011년 소행성 베스타(Vesta)에 들러 13개월간 임무를 수행하며 사진 3만 장을 지구로 전송한 화려한 탐사 경력을 갖고 있어 세레스 탐사도 무난히 성공할 것으로 보인다. 돈은 12월 세레스 상공 375km까지 접근하는 등 앞으로 16개월 동안 본격적인 탐사 활동을 벌인다.

한편 올해 7월에는 탐사선 ‘뉴호라이즌’이 인류 최초로 명왕성에 도착할 예정이어서 당분간 왜소행성 탐사는 지속될 것으로 전망된다. 뉴호라이즌은 2006년 발사된 뒤 2007년 목성을 지나며 고해상도 사진을 보내오는 등 명왕성까지 남은 여정을 이어가고 있다.


::?:: 왜소행성

왜소행성은 행성처럼 태양 주위를 공전하지만 달처럼 행성 주위를 돌지는 않는 천체를 말한다. 현재 IAU가 인정한 왜소행성은 세레스와 명왕성을 포함해 처음 발견됐을 때 ‘10번째 행성’으로 불리던 에리스(Eris)와 하우메아(Haumea), 마케마케(MakeMake) 등 총 5개다.

최영준 동아사이언스 기자 jxabbey@donga.com