무엇이 소행성을 뜨겁게 하는가?

태양계의 역사 초기에 있었던 소행성간의 충돌을 이해할 수 있다면, 돌덩어리로 이루어진 이 천체들의 상당수가 왜 그토록 높은 온도까지 도달했는지를 설명할 수도 있을 것이다.
글 | Alan E. Rubin














지구 내부열의 대부분은 칼륨40, 토륨232, 우라늄235, 우라늄238 등 네 가지의 아주 오래된 방사성 동위원소로부터 발생한다. 바로 이 동위원소들이 수십억 년에 걸쳐 안정적인 동위원소로 자연 붕괴되면서 에너지를 방출해온 것이다. 지구는 덩치가 큰 천체이기 때문에(직경 12,740km) 열을 손실하는 속도가 늦다. 지구의 외핵이 아직도 용융된 상태이며 지각 표면에서는 화산 활동이 일어나고 있는 것도 그 때문이다. 그러나 작은 천체들은 표면적 대 부피의 비율이 크기 때문에 내부열을 우주로 방출하면서 냉각되는 속도가 훨씬 빠르다. 지구의 달을 예로 들면, 달은 크기가 지구의 4분의 1밖에 되지 않기 때문에 지구보다 열을 훨씬 빨리 잃어간다. 그 결과 가장 대표적인 화산암의 폭발은 이미 3백만 년 전에 중단되었다.

크기가 작고 암석으로 이루어진 천체인 소행성의 경우에는 열손실 속도가 훨씬 빠르다. 소행성은 태양계 내부를 돌고 있으며 대부분 화성과 목성 사이의 궤도를 돌고 있다. 소행성 중에서 크기로 세 번째인 베스타(Vesta)는 직경 516km로, 표면적 대 체적 비율이 지구보다 25배나 크다. 그러나 베스타의 경우에는 역설적이게도, 크기가 작음에도 불구하고 과거에 지질 활동이 있었다는 증거를 보여주고 있다. 베스타의 표면을 분광학적으로 관찰해 보면, 그 표면은 .....