유럽우주국(ESA)이 화성 궤도에서 포착한 성간 혜성 '3I/아틀라스'의 이미지가 공개됐다. 오랜 시간 기다려온 성간 혜성이 10년 사이에 세 개나 나타난 셈이다. 최근 다른 항성계에서 찾아온 방문자 3I/아틀라스는 지난 7월 처음 발견되었다. 우주 기관들이 이 빠르게 움직이는 천체를 주시하는 가운데, 현재까지 알려진 내용은 다음과 같다.
**혜성이란 정확히 무엇인가?**
혜성은 항성계 형성 과정에서 남은 잔해물이다. 우리 태양계에서는 약 46억 년 전의 먼지와 얼음으로 구성되어 있다. 혜성의 중심에는 고체 핵이 있으며, 이는 얼어붙은 물, 먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄, 암모니아 등의 휘발성 화합물로 이루어진 "더러운 눈덩이"로 불린다.
혜성이 태양에 접근하면 열에 의해 표면 얼음이 직접 기체로 변하면서 핵 주위에 일시적인 대기층인 코마를 형성한다. 방출된 먼지와 가스는 혜성을 흐릿하게 보이게 하며 수백만 킬로미터까지 뻗은 꼬리를 만든다. 혜성은 일반적으로 두 개의 꼬리를 가지는데, 하나는 혜성 뒤로 흩어지는 먼지로 이루어진 흰색 꼬리이고, 다른 하나는 태양 반대 방향을 항상 가리키는 전하를 띤 입자나 이온으로 구성된 푸른빛 꼬리이다.
성간 혜성은 이름에서 알 수 있듯이 우리 태양계 밖에서 기원하여 다른 항성계의 파편으로 형성되었다. 이들은 지나가는 별이나 다른 거대 천체와의 중력 상호작용으로 인해 우리 쪽으로 방향을 바꿀 수 있다. 지금까지 천문학자들은 우리 태양계를 통과하는 이러한 혜성 세 개만 확인했는데, 2017년의 1I/오우무아무아, 2019년의 2I/보리소프, 그리고 올해 7월의 3I/아틀라스이다.
**이 성간 혜성들이 우리에게 가르쳐 줄 수 있는 것은 무엇인가?**
이들은 천문학자들이 다른 항성계의 물질을 가까이에서 연구할 수 있는 유일한 기회를 제공한다. 이 혜성들이 태양 근처를 지나갈 때 방출하는 먼지와 가스는 그들이 속한 항성계의 화학적 구성을 드러낸다. 유럽우주국의 혜성 요격 미션 '헤라'의 프로젝트 과학자인 미카엘 퀴퍼스는 "이 천체들은 우리가 해당 항성계에서 관찰할 수 있는 최초의 구성 요소들이며, 그들이 형성된 환경에 대한 통찰력을 제공한다"고 설명한다.
3I/아틀라스에 대한 관측은 이전 성간 혜성들보다 더 많은 정보를 산출할 수 있다. 오우무아무아는 가스나 먼지를 거의 보여주지 않은 반면, 3I/아틀라스는 보리소프보다 태양에 훨씬 더 가까이 접근하여 분석할 더 많은 물질을 방출할 것이기 때문이다.
**3I/아틀라스는 독특한가?**
관측된 성간 혜성이 너무 적어서 무엇이 일반적인지 정의하기 어렵기 때문에, 각각의 혜성은 흥미롭다. 그러나 3I/아틀라스에는 몇 가지 흥미로운 특징이 있다. 초기 추정치에 따르면 직경이 440미터에서 5.6킬로미터 사이일 수 있으며, 이는 오우무아무아(최대 400미터)와 보리소프(약 1킬로미터)보다 클 가능성이 있다.
허블 우주 망원경 이미지에서 관찰된 흥미로운 특징은 태양 방향으로 팽창하는 코마로, 혜성의 불균일한 얼음 승화로 인해 "반대 꼬리"를 형성하는 것으로 보인다. 또한, 3I/아틀라스는 화학적 방출 면에서 태양계 혜성들과 다르다. 칠레에 있는 초대형 망원경의 관측에 따르면, 플룸 내 니켈 대 철 비율이 높은데, 이는 니켈 테트라카보닐과 철 펜타카보닐 화합물의 승화 때문일 수 있다. 관측 결과에 따르면 혜성의 빛 산란은 비정상적으로 편광되어 있는데, 이는 물 얼음과 마그네슘이 풍부한 규산염의 존재 때문일 수 있다. 그렇다면 이 혜성들은 어디에서 기원한 것일까?
지구 근처를 지나는 많은 혜성들은 카이퍼 벨트(해왕성 너머의 얼음 천체 고리)에서 와서 태양 주위를 200년 미만으로 공전한다. 다른 혜성들은 가장 가까운 별까지의 거리 절반 정도까지 뻗어 있는 먼 지역인 오르트 구름에서 기원하여 단일 공전에 최대 3,000만 년이 걸리기도 한다. 카이퍼 벨트에는 수십억 개의 혜성이, 오르트 구름에는 더 많은 혜성이 존재하는 것으로 생각된다.
2025년 6월 2일, 애리조나 대학교 카탈리나 하늘 탐사의 엔지니어 데이비드 랭킨이 혜성 3I/아틀라스의 이 이미지를 촬영했다.
**혜성은 어떤 경로를 따르고 있는가?**
이 혜성은 태양계를 지구의 태양 공전 궤도면인 황도면 근처에서 진입했으며, 이는 다른 행성들도 공전하는 면이다. 지구나 다른 행성과 충돌할 위험은 없으며, 지구에 가장 가까이 접근할 때의 거리는 2억 4천만 킬로미터로, 지구-태양 거리의 1.5배 이상이다.
이전에 오우무아무아가 외계 기술일 수 있다고 제안했던 미국 천문학자 아비 로브는 혜성 3I/아틀라스도 인공물일 가능성이 있다고 추측했다. 그는 이 혜성의 궤적이 목성, 화성, 금성 근처를 지나는 것이 계획된 것일 수 있다고 지적하며, 그 기원이 일부에서 외계 전송일 가능성이 있다고 여겨지는 1977년 와우! 신호와 밀접하게 일치한다고 언급했다. 그러나 로브는 이것이 자연적인 성간 천체일 가능성이 훨씬 더 높다고 인정한다.
퀴퍼스도 이에 동의하며, "그것은 혜성처럼 보이고 행동하므로, 달리 생각할 이유가 없다. 그 경로와 다양한 각도를 분석하면 통계적으로 희박한 무엇인가를 항상 발견하게 될 것"이라고 말했다.
**다음 관측 계획은 무엇인가?**
천문학자들은 지상 및 우주 망원경, 화성 궤도선 및 탐사차, 유럽우주국의 '주스' 미션과 같은 탐사선을 이용해 더 많은 이미지를 확보할 계획이다. 최근 유럽우주국은 화성에서 3,000만 킬로미터 떨어진 곳을 지나갈 때 혜성이 작은 점과 함께 가시적인 코마를 보여주는, 화성 추적 가스 궤도선과 화성 익스프레스 두 화성 임무의 이미지를 공개했으며, 이는 태양 열과 복사로 인해 활성화되고 있음을 나타낸다. 혜성이 지구에 가장 가까이 접근할 때 태양 뒤에 있을 것이지만, 11월 말에 다시 나타나 또 다른 연구 기회를 제공할 것이다.
자주 묻는 질문
물론입니다. 희귀한 성간 혜성 관측에 관한 유용한 FAQ 목록입니다.
초급 수준 질문
1. 성간 혜성이란 무엇인가요?
성간 혜성은 우리 태양계 밖에서 기원한 혜성입니다. 우리 오르트 구름에서 온 혜성들과 달리, 이 방문자들은 단방향 여행으로 지나갈 뿐입니다.
2. 어떻게 그것이 우리 태양계 밖에서 왔다는 것을 알 수 있나요?
과학자들은 그 경로나 궤도를 계산하여 이를 확인합니다. 만약 그 속도와 궤적이 너무 빠르고 태양 주위를 닫힌 고리를 그리지 않는다면, 그것은 성간 공간에서 왔음에 틀림없습니다.
3. 다른 별에서 온 혜성을 연구하는 것이 왜 특별한가요?
이는 마치 우주의 메신저와 같습니다. 그것은 다른 별 주위에서 형성된 물질을 운반하여, 다른 행성계의 구성 요소에 대한 직접적인 샘플을 제공합니다.
4. 이 혜성을 맨눈으로 볼 수 있나요?
대부분의 성간 방문자들은 매우 희미하여 강력한 망원경이 필요합니다. 전문 장비 없이는 볼 수 있을 가능성이 매우 낮습니다.
5. 이 혜성은 위험한가요? 지구와 충돌할 수 있나요?
아니요, 이러한 혜성들은 위협이 되지 않습니다.它们은 아주 먼 거리에서 탐지되며, 그 궤적은 안전하게 통과할 것임을 보여주도록 신중하게 추적됩니다.
고급/통찰력 중심 질문
6. 그 구성은 어떤 구체적인 통찰력을 제공할 수 있나요?
그것이 방출하는 가스와 먼지를 분석함으로써, 우리는 다른 항성계에서 어떤 화학 물질, 광물, 얼음이 일반적인지 알 수 있습니다. 이것은 생명의 재료가 보편적인지 여부를 알려줍니다.
7. 그것은 우리 태양계의 혜성들과 어떻게 비교되나요?
이것이 핵심 질문입니다. 그 구성, 크기, 행동을 핼리 혜성과 같은 지역 혜성들과 비교함으로써, 우리 태양계가 우주에서 전형적인지 아니면 독특한지 이해할 수 있습니다.
8. 그 구조는 그것의 모항성계에 대해 무엇을 알려줄 수 있나요?
혜성의 물리적 구조—단일 천체인지 아니면 느슨한 잔해 더미인지—는 그 본래 행성계의 물리적 조건과 형성 과정을 드러낼 수 있습니다.
9. 그것을 연구하기 위해 우리는 어떤 기술을 사용하고 있나요?
과학자들은 세계에서 가장 강력한 지상 및 우주 망원경을 사용하여 분광법을 수행하며, 이것은 그 빛을 분해하여 그 화학적 지문을 식별합니다.
10. 그것을 관측하는 데 가장 큰 도전은 무엇인가요?
주요 도전 과제는 이러한 천체들이 보통 작고, 희미하며, 움직이고 있다는 것입니다.
