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2013년 11월 13일 수요일

태양계 이야기 183 - 마침내 아이손 혜성이 온다. 그리고 부서진다 ?

 


(2013 년 10월 8일 촬영된 아이손 혜성  Comet ISON (C/2012 S1) captured by the Mount Lemmon SkyCenter using the 0.8m Schulman Telescope and an STX-16803 CCD camera. 8 October 2013. Author : Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona  


 올해들어 몇 차례에 걸쳐 세기의 대혜성이 될 것으로 보이는 아이손 혜성 (Comet ISON, C/2012 S1) 에 대한 포스트를 작성한 바 있습니다. (이전 포스트 참조  http://jjy0501.blogspot.kr/2013/07/Comet-ISON-comming-soon.html ) 지금 (11월 중순) 아이손 혜성은 마침내 내행성 궤도 안쪽으로 들어왔습니다. 


 지난 9월 29일 아이손 혜성은 화성 곁을 스쳐 지나 (화성에서 불과 0.07 AU 떨어진 지점을 지남) 갔습니다. 이 시점에서 화성 궤도에 있는 MRO 는 아이손 혜성의 모습을 포착했습니다. 이미 상당한 꼬리를 만든 아이손 혜성은 아마추어 망원경으로 관측이 가능한 상태 (사실 이 혜성 자체가 아마추어 천문가들에 의해 40 cm 구경 망원경으로 발견된 것) 입니다. 11 월 중순이 지나면 아이손 혜성의 겉보기 등급은 6 등급 이상이 되서 슬슬 육안으로도 관측이 가능한 상황이 될 것으로 보입니다. 다만 11월은 최적의 관측 시기는 아닐 것으로 보입니다.    



(10월 19일 화성 (오른쪽 아래 천체) 옆을 지나는 아이손 혜성. 망원경으로 직접 봤다면 잊기 어려운 신기한 광경이었을 것 같습니다. Rendezvous in space: this picture depicts comet ISON closely passing the yellowish planet Mars on October 19, 2013. Credit: Sebastian Voltmer / www.weltraum.com



 

(아이손 혜성의 궤도  )   



(밤하늘에서 아이손 혜성의 이동 궤적. 클릭하면 원본.  10월 달에는 사자 자리를 지나서 이동중.   From December 2012 through October 2013, comet C/2012 S1 (ISON) tracks through the constellations Gemini, Cancer, and Leo as it falls toward the Sun.  Credit  : NASA's Goddard Space Flight Center/Axel Mellinger


 위의 궤도에서 볼수 있듯이 사실 아이손 혜성은 이미 지구 궤도 안쪽까지 진입해 태양에 꽤 근접했습니다. 11월 28일에는 태양에 가장 근접해서 무시무시한 불의 테스트를 견뎌내야 할 상황입니다. 그런데도 지구에서 봤을 때는 관측이 용이한 위치가 아니어서 사실 11월에는 잘 보이지 않습니다. 태양과 너무 가까우면 오히려 태양 빛에 가릴 뿐 아니라 지구에서 봤을 때 주로 낮시간 때에 태양 근처 하늘에 있기 때문에 보일리가 없는 것이죠. 아이손 혜성이 가장 잘 보이는 것은 적어도 12월 경의 이야기 입니다. (위의 동영상 참조) 



(아이손 혜성의 궤도. 점으로 표시한 위치는 2013 년 12월 11일 경. 이 위치가 되야 태양과 거리도 적당하고 지구에서도 보기 편한 위치에 들어오기 때문에 지구에서 혜성을 관측하기 가장 좋은 상황이 됨. The position of the comet C/2012 S1 (ISON) at the time of best visibility in the northern hemisphere: December 11, 2013.   Credit : NASA JPL ) 


 비록 태양에 근접한 순간에 아이손 혜성을 육안으로 관측하기는 힘들겠지만 그럼에도 불구하고 천문학자들은 지대한 관심을 가지고 이 혜성을 주목하고 있습니다. 왜냐하면 근일점에서 태양 중심에서 0.01244 AU 라는 엄청난 거리까지 근접하기 때문입니다. 다시 말해 태양 표면에서 불과 116 만 5000 km 떨어진 지점을 통과해야 합니다. 


 11월 28일 쯤 이 혜성은 지구 - 달 거리의 3 배 수준의 불과한 거리에서 태양을 공전하게 되는데 예상되는 표면 온도는 무려 2700 ℃ 에 달할 수 있을 것으로 보입니다. 최근의 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경의 관측 결과에 의하면 이 혜성의 핵의 크기가 당초 예상보다 작은 0.4 - 1.2 km 정도 밖에 (물론 먼지와 가스에 가려있어 정확한 측정은 어렵지만) 안된다고 합니다. 따라서 태양에 근접해서 모두 타버리는 것이 아닌가 생각할 수 있지만 다행히 그럴 염려는 없습니다. 다만 문제는 이 혜성이 로슈 한계 (Roche limit) 안쪽까지 들어간다는 것입니다. 


 로슈 한계란 위성이 모항성/모행성의 기조력에 부서지지 않고 접근할 수 있는 한계 거리입니다. 쉬게 말해 위성이 이 한계 안쪽으로 접근하면 기조력의 차이에 의해 파괴됩니다. 실제 파괴되는지의 여부는 사실 위성의 얼마나 기조력에 대항할 수 있는지에 따라 달라집니다.  


 예를들어 단단한 금속으로 구성되어 인장응력 (재료가 외력을 받아 늘어날 때, 재료 내의 이 힘과 대등하게 하기 위해 내부에 발생하는 저항력 ) 이 큰 인공 위성은 지구에 근접해서 공전해도 분해되지 않습니다. 하지만 토성의 고리 같은 경우 처럼 밀도가 낮고 인장응력이 적은 물질들로 구성된 경우 로슈 한계 이내에서 모두 파괴되어 고리를 형성한 것으로 생각하고 있습니다. 토성의 고리에 작은 위성들이 산재한 것은 토성의 중력 때문입니다. 이 힘이 토성의 고리들이 뭉쳐 새로운 큰 위성을 만드는 것을 방해하는 것입니다.


 과학자들은 아이손이 얼마나 단단하고 인장 응력이 강한지 알지 못합니다. 하지만 대부분 혜성들이 더러워진 눈사람 같은 단단하지 못한 구조물인점을 생각할 때 태양의 강한 중력에 저항하기 쉽지 않을 가능성이 있습니다. 만약 그렇다면 몇몇 태양 근접 혜성 (sungrazer : 이전 포스트  http://jjy0501.blogspot.kr/2013/08/168.html 참조) 이 이미 그런 운명을 겪었던 것 처럼 아이손 혜성 역시 태양 근처에서 산산 조각날 수 있습니다.   (아래 동영상 참조)




(동영상 : 아이손 혜성이 파괴될 것인가? Will Comet ISON Break Up?  )


 아이손이 파괴되어 더 극적인 우주쇼를 보여줄 것인지의 여부는 확실치 않습니다. 만약 혜성이 태양 근처에서 파괴되어 불덩이가 된다면 그것 만으로도 엄청난 우주쇼이긴 하겠지만 대신 우리는 대형 혜성을 육안으로 보기 힘들어질 가능성이 있습니다. 12월 달에 아이손의 궤도를 도는 것은 그 파편들일 가능성이 있으니까요.  


 아무튼 아이손 혜성이 부서질 것인가 아닌가 역시 천문학자들과 천문 관측 애호가들의 초미의 관심사가 되고 있습니다. 다른 의미로 관심사가 될 수 도 있는데 혹시 부서지면 그 파편이 지구를 위협하는 것은 아닌가 하는 걱정입니다. 그러나 나사에서는 이 혜성의 공전 궤도상 부서진 이후 파편의 궤도 역시 지구와는 멀리 떨어진 곳을 지날 것으로 예측하고 있습니다. (아래 동영상 참조)  



(동영상 : 아이손 혜성이 지구에 충돌 ?   Will Comet ISON Hit The Earth ?  ) 


 일부 작은 파편들은 아이손 혜성궤도에 남게 되는데 이는 유성우를 만들 가능성이 있습니다. 대부분의 유성우는 혜성의 파편이 지구 공전 궤도에 남아 있다 일정한 시기가 되면 지구 대기로 떨어지면서 발생합니다. (이 부분은 페르세우스 유성우에서 설명한 바 있습니다.  http://jjy0501.blogspot.kr/2013/08/166-perseid-meteor-shower.html ) 


(동영상 : 아이손 유성우  Comet ISON Meteor Shower) 


 어떤 의미로든지 아이손 혜성은 대형 우주쇼를 보여줄 것으로 생각되고 있습니다. 첫번째 큰 이슈는 바로 태양 근처에서 살아남는지 인데 이달내로 아이손 혜성의 생존 여부가 판가름이 날 것 같습니다. 



 참고 








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