(This animation shows an explosive outburst of dust, ice and gases from comet 46P/Wirtanen that occurred on September 26, 2018 and dissipated over the next 20 days. The images, from NASA's TESS spacecraft, were taken every three hours during the first three days of the outburst. Credit: Farnham et al./NASA)
나사의 차세대 행성 사냥꾼 TESS는 전임자인 케플러처럼 우주의 일부가 아니라 관측 가능한 부분 전체를 나눠 지속적으로 관측할 수 있는 능력이 있습니다. 그리고 당연히 이런 관측 능력 덕분에 외계 행성 사냥 이외에도 여러 가지 관측 임무를 수행할 수 있습니다. 혜성 역시 예외가 아닙니다.
메릴랜드 대학의 토니 파함(Tony Farnham)과 그 동료들은 TESS 데이터를 이용해서 혜성 46P/Wirtanen의 밝기 변화를 관측했습니다. 혜성은 태양에 가까이 오면 휘발성 물질이 증발하면서 가스와 먼지를 분출합니다. 상식적으로 생각할 때 밝기는 자전에 따라 조금씩 변할 수 있지만, 태양에서 거리가 크게 변하지 않는 이상 급격한 변화는 없을 것입니다. 하지만 실제로는 갑작스럽게 밝아지는 아웃버스트 (outburst) 현상이 자주 관찰됩니다.
아웃버스트가 왜 일어나는지에 대해서는 여러 가지 가설이 있지만, 아직 확실한 이론은 없습니다. 과학자들은 이 현상을 자세히 관측하기 원하지만, 그럴 수 있는 경우는 드문 편입니다. 로제타 탐사선처럼 하나의 혜성을 장시간에 걸쳐 관측한 경우는 예외적인 상황이고 대부분은 망원경을 혜성 하나에 계속 고정하기 힘들기 때문에 밝기 지속적으로 관측하기 힘듭니다.
TESS는 이런 문제점을 일정 부분 극복할 수 있는 대안이 될 수 있습니다. 30분마다 우주의 한 부분을 관측해 이미지를 얻기 때문에 여기에서 새로운 혜성을 찾거나 기존의 알려진 혜성의 밝기 변화를 측정할 수 있는 것입니다. 연구팀은 TESS 데이터를 이용해서 2018년 9월 26일 46P/Wirtanen의 밝기가 갑자기 밝아지는 아웃버스트 현상을 실시간으로 확인했습니다. 이 혜성은 대략 시간 정도 밝아진 후 다시 8시간에 걸쳐 천천히 어두워졌는데, 첫 단계에서 아웃버스트가 있고 이후에는 주변으로 물질을 뿌리면서 어두워진 것으로 보입니다.
연구팀의 추정으로는 이 아웃버스트에서 나온 물질은 100만kg 정도이며 대략 20m 지름의 크레이터를 남긴 것으로 보입니다. 물론 로제타 탐사선 만큼 자세히 관측은 어렵지만, 이번 연구 결과는 TESS 데이터가 외계 행성은 물론 태양계의 혜성 관측에서 유용하게 쓰일 수 있음을 보여줬습니다. 앞으로 TESS 데이터가 쌓여감에 따라 얼마나 더 많은 성과가 나올지 기대가 되는 부분입니다.
참고
Tony L. Farnham et al, First Results from TESS Observations of Comet 46P/Wirtanen, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/2041-8213/ab564d
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