주대소행성 (Main-Belt Asteroid)

천문학
한 줄 정의: 소행성대(주대) 내에서 비교적 안정적인 궤도를 유지하며 화성과 목성 궤도 사이를 공전하는 소행성.

쉽게 풀면

소행성대 안에서 비교적 안정된 궤도를 돌고 있는 일반적인 소행성들을 말합니다.

왜 중요한가

소행성대 소행성은 태양계 소천체 인구의 대부분을 차지하며, 궤도 요소의 군집으로 나뉜 족은 한 모천체가 충돌로 부서진 파편이라 충돌 진화와 내부 구조 연구의 자료가 됩니다. 스펙트럼 분류와 운석의 연결이 실험실 분석을 특정 소행성에 대응시키고, 세레스·베스타를 방문한 돈 탐사와 표본 회수 임무의 대상 선정도 이 인구의 조성 분포에서 출발합니다. 지구 근접 소행성의 공급원이기도 합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

주대소행성의 크기 분포는 거듭제곱 법칙을 따르며, 작은 천체일수록 그 수가 기하급수적으로 많아진다.

소행성대에서 큰 천체는 드물고 작은 천체로 갈수록 개수가 급격히 늘어난다는 통계적 패턴을 설명한다.

"목성과의 궤도 공명 위치에서는 소행성의 수가 뚜렷하게 줄어드는 커크우드 간극이 관찰된다."

목성의 중력 영향이 특정 궤도 주기에서 강하게 작용해 그 위치의 소행성 수가 눈에 띄게 적어진다는 현상을 설명합니다.

조금 더 깊게 보면

큰 몇 개를 제외한 대부분은 지름 수 킬로미터 이하의 잔해 더미로, 강한 암석 덩어리가 아니라 중력으로 느슨하게 뭉친 구조라 자전 속도에 한계가 관측됩니다. 크기 분포는 관측 한계에 영향을 받으므로 작은 소행성의 수는 추정치입니다. 소행성과 혜성의 경계가 흐려져 소행성대 안에서 꼬리를 내는 활동 소행성이 발견되면서 조성 기준 분류가 재검토되고 있습니다. 큰 몇 개의 천체를 제외하면 주대소행성 대부분은 지름 수 킬로미터 이하의 잔해 더미에 가까워, 단단한 하나의 암석 덩어리가 아니라 중력만으로 느슨하게 뭉쳐 있는 구조라서 너무 빨리 자전하면 원심력에 원심 분리되듯 흩어지는 자전 속도 상한이 관측으로 확인됩니다. 궤도 요소가 비슷한 소행성들이 무리를 이루는 족은 대부분 하나의 모천체가 과거 충돌로 부서지며 생긴 파편들이라, 족의 궤도 분포를 분석하면 충돌이 일어난 시기와 강도를 역으로 추정할 수 있습니다.

주의할 점

주대소행성이라고 해서 궤도가 완전히 고정된 것은 아니며, 목성의 섭동으로 서서히 이동하거나 궤도공명대에서 밀려날 수 있다.

주대소행성이라는 이름이 붙어도 궤도가 영구히 고정된 것은 아니며, 목성의 지속적인 섭동으로 서서히 이동하거나 커크우드 간극 같은 궤도공명대 근처에서는 이심률이 커져 결국 그 궤도를 벗어나기도 한다.

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