한국천문연구원과 미국 항공우주국(NASA)가 공동 개발한 우주망원경 스피어엑스가 외계에서 온 성간혜성 3I/ATLAS를 성공적으로 관측하고, 물과 유기물질 방출도 포착했다.
천문연은 한국이 참여한 스피어엑스 국제 공동연구진이 지난해 8월과 12월 3I/ATLAS 관측을 통해 혜성의 대기라 할 수 있는 코마에서 유기분자를 검출했다고 9일 밝혔다.
3I/ATLAS는 지난해 7월 NASA의 아틀라스 탐사망원경에 의해 발견된 혜성이다. 높은 이심률과 궤적 분석을 통해 태양계가 아닌 성간 기원 혜성임이 확인됐으며, 이후 여러 NASA 임무가 이를 추적 관측하고 있다.
연구진은 이번 관측을 통해 혜성이 태양과 가장 가까워진 시점인 근일점 이후 약 두 달이 지난 뒤 밝기가 크게 증가했음을 확인했다. 이는 혜성이 물, 이산화탄소, 일산화탄소 등을 우주 공간으로 방출하면서 나타나는 전형적인 혜성 활동과 연관된 현상이다.
혜성은 태양에 접근하면서 온도가 올라갈 때 표면 얼음이 가열돼 액체 단계를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 승화 과정을 겪는다.
이 과정에서 방출된 가스는 혜성 핵을 둘러싼 대기인 코마를 형성한다. 다만 태양 열이 혜성 내부로 전달되기까지 시간이 걸리기 때문에 가장 활발한 물질 방출은 근일점 이후에 나타날 수 있다. 혜성 3I/ATLAS 역시 이런 특성을 보인 사례로 분석된다.
스피어엑스는 지난해 8월 관측에서 이산화탄소가 풍부하고 소량의 일산화탄소와 물을 포함한 코마를 확인했다. 같은 해 12월 관측에서는 더 활발하고 다양한 성분의 코마가 관측됐으며, 특히 이산화탄소 대비 일산화탄소 양이 증가한 것으로 보인다고 연구진은 설명했다.
물과 이산화탄소 같은 성분들은 지상망원경으로는 대기 영향으로 관측하기 힘들어 우주망원경이 유리하다.
특히 이번 혜성 관측의 경우 12월에는 코마의 크기가 커졌는데, 스피어엑스가 넓은 영역을 관측할 수 있는 광시야 우주망원경이라 3I/ATLAS 혜성 전체를 정밀하게 담아낼 수 있었고, 다양한 유기물질 방출 정보를 얻을 수 있었다.
연구진은 이번 관측자료를 바탕으로 과거 등 추가 관측자료들을 모아 시간에 따른 물리적, 화학적 구성성분 변화를 분석하고, 이를 통해 태양계 혜성과 성간 혜성 간의 공통점과 차이점을 비교함으로써 외계 행성계와 지구의 형성 과정을 밝히는 연구를 이어갈 계획이다.
박장현 천문연 원장은 “한국 과학자들이 스피어엑스의 주요 과학 임무 및 자료처리에 참여할 뿐만 아니라, 관측 데이터의 과학적 분석에서도 중요한 역할을 수행해 성과를 냈다”고 말했다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
