허블, 두 번째 성간 천체 선명히 포착
허블, 두 번째 성간 천체 선명히 포착
  • 함예솔
  • 승인 2019.10.19 03:30
  • 조회수 2655
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C/2019 Q4의 모습. 출처: Canada-France-Hawaii Telescope
C/2019 Q4의 모습. 출처: Canada-France-Hawaii Telescope

지난 8월 30일, 크림반도 MARGO 관측소에서 아마추어 천문학자인 제나디 보리소프(Gennady Borisov)는 이상한 천체를 발견했습니다. C/2019 Q4로 명명된 이 천체는 발견자의 이름을 따서 '보리소프(Borisov)'라는 별명이 붙었는데요. 전 세계 아마추어 천문학자들과 전문 천문학자들은 일주일가량 관측을 이어갔습니다. 국제천문연맹의 소행성센터와 NASA 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory)의 근지구천체연구센터(Center for Near-Earth Object Studies)에서는 이 혜성의 궤적을 계산해냅니다. 그 결과 이 혜성이 성간 우주에서 온 천체라는 사실이 확인됐습니다.

 

이심율이 특이한 '보리소프(Borisov)'

C/2019 Q4 혜성의 이심률. 출처: ESA
C/2019 Q4 혜성의 이심률. 출처: ESA

이 천체는 2017년 발견된 태양계 밖에서 온 성간 천체인 '오무아무아(Oumuamua)'를 떠올리게 했습니다. 왜냐하면 움직이는 속도가 매우 빠르고 궤도도 일반적인 혜성과는 조금 달랐기 때문입니다. 일반적으로 성간 물체는 특정한 항성의 궤도에 묶여있지 않고 자유롭게 우주를 배회하는 천체를 말합니다. 천문학자들은 이 천체의 궤도 모양, 특히 이심률(eccentricity)을 통해 천체가 어디에서 유래했는지 그 배경을 추측할 수 있게 해줍니다. 이심률은 물체의 운동이 원운동에서 벗어난 정도를 나타냅니다. 예를 들어 항성 주위에 거의 완벽한 원형 궤도를 가지는 행성은 0에 가까운 이심률을 갖는다고 말할 수 있습니다. 

 

혜성과 소행성 같이 긴 궤도를 갖는 천체의 경우 이심률은 0과 1 사이입니다. 천문학자들은 1보다 큰 이심률을 가진는 쌍곡선 궤도(hyperbolic orbit)의 천체를 성간 천체로 봅니다. 이번에 발견된 C/2019 Q4이 성간 천체라는 강력한 증거 역시 이심률 때문입니다. 이 천체의 이심률이 3으로 매우 특이합니다. C/2019 Q4은 흐릿한 외관 때문에 혜성으로 분류됐는데요. 이는 C/2019 Q4가 태양에 접근하면서 가열될 때 주변의 먼지와 입자 구름을 만들어낼 수 있는, 중심이 얼음으로 뒤덮인 천체라는 걸 의미합니다. 그리고 지난 9월 24일 보리소프의 이름은 '2I/Borisov'로 이름이 변경됐습니다. 

오무아무아. 출처: European Southern Observatory / M. Kornmesser
오무아무아. 출처: European Southern Observatory / M. Kornmesser

보리소프의 외형은 이전에 발견된 성간 천체와 조금 달랐는데요. 2년 전 처음 발견된 성간 천체인 오무아무아(Oumuamua)는 길쭉한 바위 형태를 띠고 있었는데요. 이와 달리 보리소프는 혜성과 비슷한 모습이었습니다. 주변 대기가 먼지 입자로 둘러싸여 있었고 짧은 꼬리가 보였습니다. 이에 보리소프 혜성을 관측한 허블망원경팀의 리더이자 캘리포니아대학교(University of California)의 David Jewitt는 왜 "두 성간 천체의 모습이 다른지 의문"이라고 밝혔습니다.

 

허블 우주망원경이 포착했다

 

NASA에 따르면 현지 시간 지난 10월 12일, 허블우주망원경도 혜성 보리소프를 포착했다고 하는데요. 덕분에 천문학자들은 이 낯선 천체를 잘 관찰할 수 있었는데요. 혜성의 속도와 궤적이 태양계 너머에서 왔다는걸 보여줬습니다.

허블망원경이 포착한 2I/Borisov 혜성. 출처: NASA, ESA and J. DePasquale (STScI)
허블망원경이 포착한 2I/Borisov 혜성. 출처: NASA, ESA and J. DePasquale (STScI)

이 허블망원경의 이미지는 현재까지 포착한 혜성 중 가장 선명한 모습이라고 합니다. 혜성의 핵 주변을 감싸고 중앙에 먼지가 집중돼 있었는데요. 허블 망원경은 지구에서 418,429,440km 떨어진 곳에서 혜성을 촬영했습니다. 이 혜성은 12월 7일에 태양에 가장 근접하는데요. 태양-지구 거리의 2배 정도되는 위치까지 가까워집니다. 이 혜성은 태양 주위를 쌍곡선 궤도(hyperbolic orbit)를 그리며 오고 있는데요. 현재 대략 177,028km/h의 엄청난 속도로 계산됩니다. 2020년 중반에 이르렀을 때 이 혜성은 목성으로부터 804,672,000km를 지나 성간 우주로 돌아가면서 다른 항성계에 가까이 접근하기 전까지 수백만 년 동안 떠돌아 다닐 겁니다. 

 

이 천체는 오래전 외계 항성계에서 만들어졌을 것으로 추정되는 행성의 빌딩블록의 입자 특징이나 화학적 구성, 구조 등에 관한 귀중한 단서를 제공합니다. 볼티모어에 있는 우주망원경연구소(the Space Telescope Science Institute)의 Amaya Moro-Martin 박사는 "다른 항성계는 우리 항성과 상당히 다를 수 있지만 혜성의 특성이 태양계의 구성 요소와 매우 유사해 보인다는 사실은 매우 주목할 만하다"고 말합니다. 지금까지 분류된 모든 혜성들은 카이퍼 벨트(Kuiper belt)라고 불리는 태양계의 해왕성 궤도 바깥쪽의 궤도에서 오는데요. 혹은 태양으로부터 약 1광년 떨어진 곳에 놓여있다고 추측되는 구상 모형의 오르트 구름(Oort Cloud)에서 유래합니다. 

<em>그림 16. 오르트 구름의 가상도 입니다. 출처: NASA</em><br>
오르트 구름의 가상도 입니다. 출처: NASA

연구원들에 따르면 보리소프와 오무아무아와 같이 태양계를 잠깐씩 방문하는 성간 천체의 발견은 이제 시작에 불과하다고 하는데요. 한 연구에 따르면 비록 대부분이 현재 망원경으로 탐지하기에는 너무 희미하지만 언제든 수 천개의 성간 천체가 존재할 수 있다고 합니다. 연구에 참여했던 Max Mutchler는 "새로운 혜성은 항상 예측할 순 없다"며 "혜성은 때때로 갑자기 밝아지거나 처음 태양의 강한 열기에 노출되면 산산조각 나기 시작한다"고 전했는데요. 허블 망원경은 뛰어남 민감도와 해상도로 다음에 무슨일이 일어날지 태세를 갖추고 우주를 감시하고 있습니다. 


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