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달 표면과 유성체 충돌 현장, 관측 이래 최대 규모! 목록

조회 : 6836 | 2013-06-11

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NASA가 공개한 17일에 일어난 달과 운석의 충돌 장면을 상상해 그려낸 이미지. / 이미지 출처 : NASA ScienceCast video 이미지 캡처


NASA는 지난 3월 17일 달 표면에 유성체가 충돌하는 현장에 대한 설명 내용을 담은 동영상을 5월 17일 공개했습니다.
이는 관측을 시작한 지난 2005년 이후 8년 동안 일어난 300여 차례의 충돌 중 최대 규모의 폭발이라면서 무게 40kg, 지름 0.3m의 돌덩어리(유성체)가 달에 충돌하는 장면이 지난 3월 17일 NASA의 자동망원경에 포착된 것이라고 했습니다. 이 충돌은 5톤 규모의 TNT 폭탄이 폭발한 것과 맞먹는 파괴력을 지녔다고 해요.
이 충돌로 발생한 섬광이 지구에서 육안으로 관측했을 때 별 크기의 4분의 1에 해당할 정도였고, 평균적인 유성체들의 10배에 달하는 밝기였다고 하네요.
연구진들은 이 유성체가 초속 25km의 속도로 달 표면에 충돌했고, 이 충돌로 인해 약 20m에 달하는 운석 구덩이가 생겼을 것으로 추정된다고도 했습니다.
자, 이번 발표 내용과 달 표면에 있는 수많은 구덩이에 대해서 살펴보도록 합시다.

 

 

* 알아두기


- 관측 이래 최대 섬광을 발한 달 표면에 유성체가 충돌한 현장은?
- 유성체가 달 표면에 충돌할 당시의 위력은?
- 나사의 달 모니터링 프로그램이 발견한 수백 개의 유성체 충돌 현장!
- 달의 모습은 어떨까요?

 

* 생각 키우기
1. 지구에는 달처럼 많은 운석 구덩이가 존재하지 않는 이유에 대해 생각해 보세요.
2. ‘이것’ 없다면 번쩍이는 섬광은 어떻게 만들어진 것일까?

 

 

- 관측 이래 최대 섬광을 발한 달 표면에 유성체가 충돌한 현장은?
나사 사이언스 웹페이지(http://science.nasa.gov)에서는 사이언스 뉴스 코너를 통해 나사 연구원들이 연구해 온 이래로 가장 밝은 섬광을 발한 유성체의 달 표면 충돌 현장을 공개했습니다.
그 내용을 요약해 보면 다음과 같습니다.
NASA의 연구원들이 달에 대한 모니터링을 지난 8년 동안 수행해 왔는데, 지난 3월 17일 달 표면에 충돌한 유성체로 인한 폭발의 흔적이 잡혔다고 해요. 이 모니터링 프로그램을 시작한 이래로 가장 큰 폭발이었다고 합니다. 관계자에 따르면 “약 10초 정도 번쩍이는 폭발이 있었다”고 해요.
달 표면에는 비의 바다(Mare Imbrium), 구름의 바다(Mare Nubium), 폭풍의 대양(Oceanus Procellarum)과 같은 ‘바다, 호수, 늪’ 등이 붙은 지형 명칭들이 있어요.
이번 충돌은 바로 비의 바다(Mare Imbrium)라 불리는 곳에서 일어났답니다.

 


- 유성체가 달 표면에 충돌할 당시의 위력은?
이 유성체는 약 30~40cm 정도의 직경에 무게가 40kg 정도 되는 것으로 시속 56,000마일(초속 25km에 해당)로 우주 공간을 날아가다가 달 표면을 강타한 것으로 보인다고 합니다. 비교적 작은 유성체이지만 이 충돌의 결과 TNT 5톤에 맞먹는 강도의 폭발력을 보였다고 해요. 그 위력으로 인해 지름이 약 20m나 되는 크레이터가 만들어질 수 있을  정도라고 하네요.
지구에서 망원경이 없이도 맨눈으로 볼 수 있었을 정도였다는데요, 약 10초 동안의 폭발 중 1초 정도는 4등급 별과 같은 밝기로 번쩍였기 때문이라고 합니다.

 

 

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약 10초 동안 번쩍하고 일어난 섬광을 스틸 컷으로 정리해 본 화면. 왼쪽에서 네 번째 이미지가 4등급 별과 같은 밝기인 가장 밝은 빛을 내던 순간이다. 이 순간은 지구에서도 이 번쩍임을 망원경이 아닌 맨눈으로 볼 수 있었을 것이라고 한다. / 이미지 출처 : NASA SCIENCE

 

당시 상황과 그 설명을 담은 동영상도 있으니, 영어로 되어 있어 잘 이해가 안 되더라도 꼭 한 번 보도록 하세요. 유성체가 달 표면에 충돌하는 현장 모습을 담은 동영상만 살펴보아도 좋습니다.

 

 

 

[NASA SICENCE 웹페이지 올려 진 섬광이 발하는 장면이 담긴 동영상 바로가기 : 동영상이  짧으니 동영상 오른쪽 아래부분을 주목해 살펴보세요.]
http://science.nasa.gov/media/medialibrary/2013/05/16/17Mar2013_SD_impact_3h50m542.7s.wmv

 


 TNT 5톤의 위력은 어느 정도 될까?
강력한 폭약인 TNT(트리니트로톨루엔)의 위력은 말로만 들어서는 이해가 쉽지 않습니다.
이 TNT의 위력을 다른 것과 직접적으로 비교하는 것은 어렵지만, 우리가 주변에서 볼 수 있는 것들에 비교해서 살펴볼까요?
LPG 또는 LP가스라고 불리는 액화석유가스를 알고 있나요? LPG는 보통 프로판가스를 말하지만, 우리나라에서는 프로판가스와 부탄가스를 총칭해 LPG(LP가스)라고 불러요.
식당이나 LPG 택시나 자동차, 도시가스가 연결되지 않은 시골에서 가스레인지를 사용하기 위해 쓰는 가스통을 본 적이 있나요? 보통 가정에서는 20kg, 식당에서는 50kg LP 가스통을 씁니다. 이런 가스통 하나만 폭발을 해도 그 잔해가 30m 정도 날아간다고 해요.
1998년 9월 부천의 한 LP가스 충전소에서는 폭발사고로 인해 LP 가스 30톤가량이 폭발하면서 반경 100m에 있던 건물들에 화재가 발생했고, 1명이 숨지고 90여 명이 크게 다친 적이 있습니다.
LP 가스의 위력은 TNT 폭탄만큼이나 위력이 강합니다. LP 가스 1kg이 누출돼 폭발할 경우 TNT 300g이 폭발한 것과 같은 열량이 발생하니, TNT 5톤이면 16,666kg의 가스가 폭발한 것과 맞먹습니다. 20kg LP 가스통 약 833개에 맞먹는 거예요.
부천의 LP가스 충전소의 폭발량은 30톤가량이었으니, TNT 약 9톤의 TNT와 맞먹는 열량이 발생한 거예요. TNT 5톤보다는 거의 두 배나 위력이 큰 사고였긴 하지만, 이번 달 표면에 유성체의 충돌 위력을 어느 정도 짐작해 볼 수는 있겠지요?

 


- 나사의 달 모니터링 프로그램이 발견한 수백 개의 유성체 충돌 현장!
지난 2005년 나사의 달 모니터링 프로그램 가동 이후 300개 이상의 충돌이 있었다고 합니다. 달 표면에 유성체가 충돌하는 일은 꽤 빈번하게 일어나는 일인데요, 그 이유는 뭘까요?
지구에서는 발견하기 힘든 운석 구덩이가 달에는 수없이 많은 이유는 바로 지구에는 있고, 달에는 없는 ‘이것’ 때문입니다. ‘이것’이 무엇인지는 친구들이 생각 키우기에서 더 생각해 보도록 하세요. 

 

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나사(NASA)의 달 모디터링 프로그램이 발견한 수백 개의 유성체 충돌의 흔적들. 지난 3월 17일의 비의 바다(Mare Imbrium)라 불리는 곳(붉은 점으로 표시)에 일어난 충돌이 가장 밝은 것이었다. / 이미지 출처 : NASA SCIENCE

 


- 달의 모습은 어떨까요?
이 유성체가 달에 충돌할 때의 위력으로 인해 지구에 어떤 영향을 미칠지는 아직 모른다고 해요. 하지만 그 점은 크게 걱정할 정도는 아닐 것 같아요.
자, 그렇다면 유성체가 달 표면에 충돌하는 현장과 그에 대한 설명 자료를 살펴봤으니 이제 달의 모습은 어떤지 정리를 해 볼까요?
여러분도 잘 아는 것처럼 달은 지구 주위를 도는 천체, 즉 위성이에요. 인류가 직접 발을 내딛어 탐험한 유일한 천체이기도 합니다.
달의 공전주기는 27일 7시간 정도 돼요. 평균 공전 속도는 초속 1.022km니까 굉장히 빠른 편이지요?
달은 지구와 비슷하게 둥근 공 모양을 하고 있고, 표면은 매우 울퉁불퉁해요. 하지만 다른 점은 달의 표면은 온통 회색빛이고 하늘은 검은 빛이라는 거예요. 우리는 하늘하면 푸른 하늘을 떠올리지 만요. 달에서 올려다 본 하늘이 검은 빛인 이유는 바로 희박한 ‘이것’ 때문이랍니다.

 

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지구에서 보이는 달의 표면(왼쪽)과 지구 반대편의 모습(오른쪽). 달 표면에는 수많은 분화구 같은 운석 구덩이가 보인다. / 이미지 출처 : NASA

 


달의 표면에는 어두운 부분과 밝은 부분이 있어요. 또 돌덩이가 있고, 크고 작은 운석 구덩이(크레이터) 들이 아주 많아요. 이는 이번 유성체가 달 표면에 충돌하는 것과 같이 유성체가 달 표면을 강타하면서 생긴 구덩이들이에요. 지구는 ‘이것’이 감싸고 있어 거의 대부분은 ‘이것’을 통과할 때 불타 없어지지만, 달에는 ‘이것’이 희박해 불타 없어지지 않고 표면까지 도달해 충돌하기 때문이랍니다.
또 큰 바이와 깊은 계곡 그리고 바다와 산 같은 지형들로 이루어져 있어요.
달은 지구의 반지름에 비해 4분의 1 정도로 매우 작은 천체랍니다. 지구의 반지름이 6400km인데, 달의 반지름은 1600km 정도 된다고 하니 비교가 가능하겠지요?

 

 

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달 표면에는 수많은 크레이터(웅덩이)들이 있다. 달 뒷면의 크레이터로 ‘다이달로스’란 이름이 붙어 있다(위). 1972년 아폴로 17호가 촬영한 달 표면의 모습들(아래 두 컷). / 이미지 출처 : NASA

 

 

자, 이 외에도 달에 대한 정보들은 쉽게 찾아볼 수 있어요.
지구에서 보는 달의 모양 변화 등 달과 관련된 더 많은 정보들을 찾아 정리해 보세요.

 

 

* 더 살펴보기
[지난 3월 17일 일어난 유성체의 달 표면 충돌 현장과 설명 자료가 담긴 동영상]

지난 3월 17일에 관찰된 달 표면의 밝은 섬광이 담긴 동영상. 이는 유성체가 달 표면에 충돌해 생긴 것이라고 한다. / 이미지 출처 : NASA(YOU TUBE의 new ScienceCast video)

 


[NASA SICENCE 웹페이지의 해당 뉴스 코너 바로가기]
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/16may_lunarimpact/

 


* 생각 키우기
1. 지구에는 달처럼 많은 운석 구덩이가 존재하지 않는 이유에 대해 생각해 보세요.
달 표면에는 수없이 많은 유성체 충돌의 흔적인 운석 구덩이가 존재합니다. 그런데, 지구에는 운석 구덩이가 많지 않습니다. 달과 지구의 차이점을 찾아 그 이유를 설명해 보세요. 달 표면에 작은 돌멩이가 부딪혔을 때도 지구보다 더 큰 웅덩이가 생기는 이유도 바로 ‘이것’ 때문입니다.
달 표면에 수많은 운석 웅덩이가 존재하는 이유 또 작은 돌멩이에 의해서도 지구보다 훨씬 큰 웅덩이가 만들어지는 이유는 모두 ‘이것’이 희박하기 때문인데요, 이것은 무엇일까요?

 

2. ‘이것’ 희박하다면 번쩍이는 섬광은 어떻게 만들어진 것일까?
1번의 정답 때문에 또 하나 생각해볼 문제가 발생합니다. ‘이것’이 희박하다면 번쩍이는 불빛은 어디에서 온 것일까요? 이 불빛은 달에는 희박한 ‘이것’ 속에 특히 산소는 존재하지 않기 때문에 연소에 의해 생기는 것은 아니에요. 이 불빛은 부딪히는 곳에 순간적으로 생긴 뜨거운 증기와 녹은 암석이 만든 열기로 인한 것이라고 합니다.

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