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2013년 8월 3일 토요일

태양계 이야기 162 - 혜성의 무덤 ? 소행성대 혜성들

 


 1996 년 천문학자 에릭 엘스트 Eric Elst 와 귀도 피자로 Guido Pizzaro 는 소행성대 (main asteroid belt) 에서 특이한 혜성 하나를 발견합니다. 나중에 133P/Eist-Pizzaro 라고 명명된 이 혜성은 단주기 혜성도 아니고 장주기 혜성도 아닌 소행성대를 공전하는 혜성 같은 천체였습니다. 이 천체는 소행성으로는 7968 Elst–Pizarro 라는 이름을 가지고 있습니다. 근일점은 2.65 AU, 원일점은 3.67 AU, 궤도 장반경 3.16 AU 인 천체로 태양에 근접하기 보다는 주로 소행성대에서 태양 주위를 공전하고 있었습니다. 


 이와 같은 공전 궤도는 일반적인 혜성의 공전궤도와는 많이 틀린 것입니다. 단주기 혜성 (공전 주기 200 년 미만인 혜성으로 오르트 구름에서 태양계 안쪽으로 진입한 혜성이 목성 등의 중력으로 짧은 주기의 공전 궤도를 가지게 된 경우. 헬리혜성이 대표적) 이든 장주기 혜성 (공전 주기 200 년 이상. 오르트 구름에서 유래. 아이손 혜성 같은 경우) 이든 간에 일단 태양에 근접하는 궤도를 돌면서 태양에 가까워질 때마다 많은 물질을 증발시켜 거대한 꼬리를 만들게 되는데 이 혜성은 그런 것 없이 근일점에서 망원경으로 희미하게 보이는 꼬리를 만들면서 태양 주위를 공전했습니다. 




(1996 년 발견된  133P/Eist-Pizzaro.  꼬리를 확인할 수 있어 소행성 같은 공전 궤도에도 불구하고 혜성임을 알 수 있음  On August 7, 1996, Eric W. Elst (Royal Observatory, Uccle, Belgium) reported his discovery of a cometary image on mid-July exposures by Guido Pizarro with the 1.0-m ESO Schmidt telescope at the La Silla Observatory. Further ESO Schmidt plates were then obtained, and on August 19, with the help of orbital computations by Brian Marsden (IAU Central Bureau for Astronomical Telegrams, Cambridge, Mass., USA), Elst was able to identify the object on them. The comet can easily be identified in the frame. No coma is seen, only the pronounced, extremely narrow dust tail which points towards position angle p.a. = 252 deg (about 2 deg away from the direction towards the Sun). The overall length of the tail in the frame is about 7.6 arcmin (= 555,000 km at the comet), but actually it is longer than 8.5 arcmin, since it extends beyond the edge of the field of view of the original image.  Credit : ESO )



 이후 천문학자들은 지난 10 년간 소행성 같은 궤도를 도는 혜성들을 12 개 정도 발견하는데 성공했습니다. 이들은 Main-belt comet 이나 혹은 Lazarus Comet 이라고 불리는데 제트 추진 연구소 (JPL) 의 기준에 따르면 궤도 장반경이 2 AU 이상, 3.2 AU 이하 여야 하며 근일점이 1.6 AU 보다 더 멀어야 합니다. 즉 소행성대 혜성이란 혜성같은 천체로 태양에 가까워지면 꼬리를 만들지만 그래도 소행성대에 걸쳐있는 천체를 의미합니다.


 페린 교수 (Anitoquia astronomer Prof. Ignacio Ferrin) 및 그의 동료들이 최근 옥스퍼드 대학의 저널인 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 에 발표한 내용에 의하면 100 만개 이상의 물체 (지름 1 미터에서 1000 km 까지) 가 존재하는 소행성대에는 과거 수천개의 혜성들이 존재했습니다. 지금 우리가 보는 것은 그 잔해들로 일종의 혜성의 무덤이라고 할 수 있다는 주장입니다. 


 혜성은 태양에 다가올 수록 물질을 점점 잃어 나중에는 태양에 흡수되거나 다른 행성에 충돌 하기도 하고 일부는 더 이상 증발시킬 물질이 없는 죽은 혜성 (dormant comet) 이 되어 그냥 태양 주위를 공전하기도 합니다. 이들 중 일부는 사실 증발시킬 물질이 더 남아 있어 충분한 에너지가 공급되면 다시 큰 꼬리를 만들 수 있는 것들도 있을 것입니다.


 이런 죽은 혜성들은 현재 주 소행성대에 몸을 숨기고 있을 수도 있다는 것인 페린 교수와 동료들의 생각입니다. 혜성 중 일부는 결국 행성과 태양의 중력의 영향으로 궤도가 소행성과 비슷하게 변할 수도 있겠죠. 한때 태양계에 혜성이 많았을 때는 더 많은 소행성대 혜성들이 존재했을 지도 모릅니다. 지금 우리가 보는 것은 과거에 있었던 영광의 잔해 일지 모른다고 연구팀은 생각하고 있습니다. 



(새롭게 제안된 소행성대 혜성의 모습. 이는 과거 영광의 잔해들입니다. 가장 위가 기존의 소행성대 모델, 그리고 그 아래는 일부 혜성 들이 활동하고 있고 잔해들이 널린 소행성대. 맨 아래는 수많은 소행성대 혜성이 존재했던 과거.   These illustrations show the asteroid belt in the present day and in the early Solar System, located between the Sun (at centre) and four terrestrial planets (near the Sun) and Jupiter (at bottom left). The top image shows the conventional model for the asteroid belt; largely composed of rocky material. The middle image shows the proposed model, with a small number of active comets and a dormant cometary population. The lower diagram shows how the asteroid belt might have looked in the early Solar System, with vigorous cometary activity. (Credit: Ignacio Ferrin / University of Anitoquia)  )     



 이것이 맞다면 꽤 흥미로운 이야기가 될 듯 한데 미래 소행성대에 암석 행성 뿐 아니라 혜성의 잔해에서 물과 이산화탄소등 여러가지 자원을 찾아낼 수도 있기 때문입니다. 모두가 소행성은 아니라는 이야기죠. 물론 실제 탐사선을 보내 그 구성 성분을 직접 확인하기 전에는 100% 확신할 수는 없는 이야기이기도 하지만 말이죠. 아무튼 전통적인 단주기 혜성과 장주기 혜성외에도 태양계에는 흥미로운 천체들이 많이 존재합니다. 이전에 소개한 켄타우로스의 ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/07/160-centaurs.html 참조) 소행성대 버전인 것 같은 느낌도 드네요. 


 참고 



 Journal Reference:

  1. Ignacio Ferrin, Jorge Zuluaga, Pablo Cuartas. The location of Asteroidal Belt Comets (ABCs), in a comets' evolutionary diagram: The Lazarus Comets. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society., 2013





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