U+2604 ☄ COMET, 한번 나타나서 사라져 가는 나그네별, 혜성에 대해 알아보자

반갑습니다. 오늘은 혜성에 대해 알아보도록 합시다.

일단 먼저 보시죠,

 

헤일-밥 혜성 -박승철 사진작가

2022/ E3 ZTF 사진/Sciencealert.com

아주 영롱한 자태의 혜성입니다. 아름답다는 말 이외에 뭐가 필요할까요?

거대한 가스 덩어리? 거대한 예광탄 궤적? 우주의 콧물? 

한번 혜성에 대해 알아보도록 합시다.

명칭의 어원은 영어 Comet의 어원인 κομήτης(komētēs)에서 왔습니다. 이는 머리털을 뜻합니다.

제목에 쓰였던 U+2604 ☄ COMET도 혜성을 나타내는 코드입니다. 

한자어로는 나그네 같다고 하여  객성(客星)이라고도 합니다.

 

나중에 말씀드릴 혜성 핵 주위의 가스층 코마 Coma 또한

머리털을 뜻하는 라틴어에서 비롯되었습니다.

 

 

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혜성이 뭔데? 뭘로 만들어진 건데?

혜성은 태양게의 소천체중 하나입니다. 우리말로는 꼬리별, 화살에 빗대어 살별이라고도 하죠,

 

태양에 가까이 지날 때 따뜻해지고 가스를 방출하기 시작하는 얼음으로 뒤덮인 녀석이죠,

 

이 녀석이 가스를 방출하면 중력적으로 결합되지 않은 확장된 대기, 또는 코마가 생성된다고 합니다.

 

그리고 혜성들의 꼬리도 마찬가지로 가스들과 먼지입니다. 태양의 복사압과 태양풍 플라스마로 인해 압축된 녀석이죠,

첫 번째 사진에서 흰색은 확장된 대기의 먼지 꼬리, 파란색은 코마 가스 꼬리입니다.

 

코마는 태양 복사효과(태양이 내뿜는 전력)와

태양풍 플라스마(태양의 상층 대기에서 뿜어져나오는 전자의 흐름)의 영향으로 인해 발생합니다.

 

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만들어진 구조는 암석, 먼지, 얼음, 얼어붙은 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄, 암모니아가 합쳐진 혼합물로 구성됩니다.

먼지 함량이 높은 혜성은 "얼음 흙덩이"라고 불리기도 합니다.

 

2014년에 수행된 연구에 따르면, 혜성의 표면은 조밀한 결정질 얼음으로 형성되어 있다고 하여

행성의 표면의 재질이 "튀긴 아이스크림" 이라는 비유를 하기도 했습니다.

한번 직접 이 혜성에 착륙한 혜성 탐사선 로제타의 사진을 한번 볼까요?

 

67p/추류모프-게라시멘코 혜성의 표면 출처-https://twitter.com/landru79/status/988490703075463168/photo/1

먼지가 흩날리고 있고, 암석들도 있습니다. 엄청나군요, 

엄청나게 어두워요, 하지만 먼지랑 암석은 잘 보이니 다행입니다.

멀리서 볼땐 아름다웠지만, 가까이서 볼 때는 그냥 먼지 돌덩어리군요, 

 

 

인상적입니다.

 

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궤도 이심률과 주기

 

혜성의 궤도 이심률 은 보통

편심(어떤 물체의 중심이 한쪽으로 치우쳐 있어 중심이 서로 맞지 않은 상태)하다고 합니다

 

(0은 원형 궤도 O같은 궤도입니다, 0과 1 사이의 값은 0 같은 타원형 궤도, 그리고 1은 포물선 탈출 궤도

라고 생각하시면 편할 것 같습니다. 높을수록 천체 주위의 궤도가 완벽한 원에서 더욱 벗어난다고 생각하면 편합니다.)

 

당연히 혜성은  광범위한 궤도 주기를 가지고 있습니다.

(궤도 주기는 주어진 천체가 다른 천체 주위의 한 궤도를 완료하는 데 걸리는 시간입니다)

 

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사람들은 이 녀석을 어떻게 생각했을까?

근대 문명 전에는 그저 한번 지나가는 예쁜 녀석 이라고 생각했습니다.

 

재앙의 징조로도 여기곤 했구요, 나타난 해의 포도주가 맛있다는 이야기도 있습니다.

 

아리스토텔레스는 우주가 일정한 운행 법칙이 있다고 보았습니다.

그래서 갑자기 등장하는 혜성을 우주의 천체라고 보지 않고 대기권 현상의 하나로 간주했다고 합니다.

 

세네카,라는 1세기 로마 철학자는 이러한 아리스토텔레스의 논리에 의문을 제기합니다.

대기에 없다는 말을 합니다. 짧은 섬광보다 더욱 영구적이고,

꼬리의 궤도를 국한시킬 필요가 없다고도 주장합니다.

 

6세기경, 인도의 천문학자들은 혜성이 주기적으로 다시 나타나는 천체라고도 믿었습니다.

10세기경, 인도의 천문학자 밤토팔라도 혜성의 주기를 나열했지만,

수치가 계산되었는지는 알 수 없다고 합니다.

 

근대 이후, 천문학자인 에드먼드 핼리가 

혜성의 촐몰 주기를 확인합니다. 하지만 혜성이 돌아오는 것을 보지 못하고 죽습니다.

 

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카이퍼 벨트, 그리고 오르트 구름

카이퍼 벨트는 해왕성 외부에 있지만 태양계 주위에 도는 작은 천체들의 집합체입니다.

혜성의 궤도 이심률에 따르면, 이곳에 단주기 혜성(200년 내 한 바퀴)의 주요 근원지라고 합니다.

 

오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있다고 여겨지는 가상의 천체집단입니다.

 

둘이 비슷한 의미지만 

2차원과 3차원의 차이가 있습니다.

따라 오르트 구름이 더 넓죠, 무지막지하게요,

 

이 개념은 여기까지만 알고 있습시다.

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혜성의 영향은?

이 혜성은 꼬리가 생기게 된 이유인 복사압과 태양 플라스마로 인해

큰 고체 잔해가 방출되어 유성우가 발생할 가능성이 높다고 합니다.

 

지구 탄생 초기, 많은 혜성과 소행성이 지구에 충돌해, 혜성에서의 유기 분자가 검출됨에 따라

혜성이나 운석이 생명을 지구에 가져올 수도 있다는 추측도 나왔습니다.

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혜성의 운명은?

혜성은 태양계를 쌍곡선 궤도로 탈출하는 경우가 있습니다.

천체에는 천체를 탈출하기 위해 필요한 속도가 있는데,

그 속도보다 빠른 속도로 탈출하는 물체의 궤도를 쌍곡선 궤도라고 정의합니다.

 

혜성은  휘발성 물질이 증발하면, 암석이나 잔해 덩어리가 되어 소행성이 됩니다.

 

혜성은 충돌이 일어나 사라질 수도 있습니다.

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+혜성의 명명법에 대하여

20세기 초 이전에는 연도를 기준으로 언급되었고요,

특별한 건 에드먼드 헬리가 1759년에 돌아올 혜성을 처음으로 예측하게 됩니다.

그래서 그때부터 주기 혜성들의 궤도를 계산한 천문학자의 이름, 그러니까 발견자의 이름을 따 명명되었습니다.

하지만 한 번만 나타난 혜성은 계속해서 출현 연도를 기준으로 명명되었다네요,

 

20세기 초에는 혜성을 발견한 사람의 이름을 따 명명했다고 합니다.

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여담

 

아주 요약을 잘한 것 같아 뿌듯하군요,

혜성은 가스와 먼지, 태양의 황홀한 조합으로 만들어진 멋진 녀석이었군요,

그럼 이만 줄이겠습니다, 감사합니다.