인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 이번 태양계 여행을 하면서 우리는 가끔 꼬리가 달린 별이 하늘을 가로질러 떨어지는 모습을 관찰할 수 있었다. 이것은 별똥별과 혜성으로 구분할 수 있다.

그 중 혜성은 일명 꼬리별 혹은 살별이라고 하며, 태양에 가까워짐에 따라 기체를 방출하는 태양계 소천체로 태양풍의 영향을 받아 코마와 꼬리가 생기는 특징이 있다. 혜성의 핵은 작은 얼음과 먼지 및 돌가루로 이루어져 있으며, 크기는 수백 미터부터 수십 킬로미터까지 다양하다. 코마의 크기는 지구 지름의 15배를 넘어가기도 하며, 혜성 꼬리의 길이는 1천문단위 이상으로 늘어지기도 한다.

혜성이 충분히 밝아지면 지구에서 망원경의 도움 없이도 관측할 수 있으며, 하늘에서 보름달 60개 크기까지 펼쳐지기도 한다. 혜성은 고대 시대부터 계속 관측되어 왔으며, 여러 문화권과 종교에서 관련된 기록을 찾아볼 수 있다.

혜성의 궤도는 보통 이심률이 크고 찌그러진 모양을 하고 있으며, 공전주기 또한 수 년에서 수천만 년까지 다양하다. 단주기 혜성은 해왕성 궤도 너머 카이퍼벨트대와 산란원반이 기원이며, 장주기 혜성은 가장 가까운 별까지의 절반 정도에 위치한 오르트 구름으로부터 오는 것으로 추정하고 있다. 비록 오르트구름의 형성 과정이 직접적인 관찰로 확인된 적은 없을지라도, 천문학자들은 오르트구름이 태양계 중심으로 들어오는 모든 장주기 혜성과 핼리혜성, 그리고 수 많은 센타우루스 소행성군와 목성족 혜성의 근본이라고 믿는다.

오르트구름이 장주기 혜성의 기원이라면, 이와 비교해 단주기 혜성의 기원은 ‘카이퍼 벨트(Kuiper Belt)’다. 오르트구름에 해당할지도 모른다고 암시되는 네 개의 알려진 물체(90377 세드나, 2000 CR105, 2006 SQ372, 2008 KV42)가 궤도에 속한다고 추정되고 있다.

혜성과 소행성의 대표적인 차이는 주변을 덮고 있는 대기의 존재 유무에 있다. 대기는 혜성의 핵을 직접 덮고 있는 부분인 코마와 태양풍에 의해 혜성 뒤 직선 모양으로 뻗은 꼬리로 나뉜다. 하지만 태양을 여러 번 지나쳐 휘발성 물질을 다 잃어버린 사혜성은 소행성과 매우 비슷하게 생겼을 것으로 추정하고 있다.

2023년 기준으로 발견된 혜성은 모두 4600여 개가 있다. 하지만 이 숫자는 혜성의 극히 일부에 불과하다고 여겨지며, 오르트구름에 있을 것으로 추정하는 혜성의 수만 1조 개에 달한다. 평균적으로 1년에 혜성 한 개 정도를 육안으로 볼 수 있지만, 이 중 다수는 어두워 관측하기가 쉽지 않다. 특별히 밝은 혜성은 대혜성이라고 부른다. 여러 무인 탐사선이 혜성을 탐사하였는데, 이 중 대표적으로 혜성에 충돌한 딥 임팩트와 처음으로 혜성에 착륙한 로제타 탐사선이 있다.

혜성 중심부의 고체 부분을 핵이라고 부르며, 암석, 먼지, 얼음, 고체 이산화 탄소, 일산화 탄소, 메테인 및 암모니아로 이루어져 있어, '더러운 눈덩이'라는 별칭으로 불리기도 한다. 2005년 7월 딥 임팩트가 템펠 1 혜성을 관측한 이후로, 먼지 비율이 높은 혜성은 농담을 섞어 '눈 섞인 흙덩이'라고 부르기도 한다.

핵의 표면은 보통 먼지나 돌로 덮여 있으며, 수분은 거의 없고 얼음은 수 미터 두께의 표면 지각 밑에 감춰져 있다. 핵에는 메탄올, 사이안화 수소, 폼알데하이드, 에탄올, 에테인 등 여러 유기물이 포함되어 있으며, 탄화수소나 아미노산 등 더 복잡한 분자가 존재할 가능성도 있다.

혜성 주변에 기체와 먼지로 이루어진 매우 옅은 대기를 코마라고 부르며, 이 코마가 태양풍의 복사압을 받아 태양 반대 방향으로 흘러나가며 긴 꼬리를 형성한다. 코마의 주요 구성성분은 물 분자와 먼지로, 혜성이 3~4 AU 거리에 들어왔을 때부터는 물이 증발하는 물질의 90% 이상을 차지한다.

혜성이 태양에 가까워짐에 따라 방출되는 물질 중에는 태양풍의 복사압에 밀려나지 않을 정도로 큰 입자도 있는데, 지구가 혜성의 궤도면에 있는 이 입자 무리와 만나면 지구에서는 유성우로서 관측된다. 입자가 좁게 밀집되어 있으면 강한 유성우가 빠르게 내리고, 넓게 퍼져 있으면 약한 유성우가 오래 내린다.

혜성에 관한 기록은 여러 곳에서 발견된다. 신라 진평왕 대에 혜성이 나타나자 이변이 사라질 것을 기원하며 신라의 승려인 융천사가 '혜성가'라는 향가를 지어 읊은 기록도 있다. 이후 '삼국사기', '고려사', '조선왕조실록', 서운관의 각종 문서에 여러 혜성들이 관측, 기록되었다. 혜성은 그 위치와 크기, 형태, 꼬리의 길이와 방향 등이 기록되었다.

오랜동안 우리에게 
공포의 대상이었던 너

긴꼬리를 흔들며 모습을 드러내면
우리는 서둘러 별점을 치고
불확실한 미래를 예언하곤 했지

인류의 과학이 천문학으로 발전하고
네가 태양계의 변두리에 사는
떠돌이 식구라는 것을 알게된 지금
너는 우리에게 코마를 흔들며
살갑게 다가와 
하늘의 꽃을 활짝 피우는 
아름다운 유성우가 되었지

심심하면 또 놀러오렴
하늘 친구 살별이여!

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

다른기사 보기