밤하늘의 여행자 혜성

혜성 바로 알기

혜성은 태양계의 소천체 중 하나이다. 혜성은 긴 주기를 두고 태양 주변을 크게 왜곡된 타원형 궤도로 공전하거나 주기가 없는 쌍곡선/포물선 궤도로 태양계를 떠돌아다니기도 한다. 우리나라에서는 이 천체를 사리별, 빗자루별, 꼬리별 등으로 불렀으며, 서양에서는 긴 머리털에서 유래한 털이 있는 별 또는 코메트라 불렀다. 혜성은 예측할 수 없이 갑자기 나타나 옛날에는 재앙을 불러오는 불길한 천체로 생각되기도 했다.

지구와 태양까지 거리의 약 5만 배 되는 태양계의 먼 외곽에 혜성이 탄생하는 장소라고 예측되는 오르트 구름이 있다. 태양계를 껍질처럼 둘러싼 오르트 구름 주위를 약 1천만 년에 한 번꼴로 다른 별이 지나가면서 흔들면, 구름의 일부분이 흐트러지면서 많은 혜성이 생겨난다. 이들 중 몇몇은 태양의 중력에 끌려 태양계로 진입한다. 

혜성은 태양에 끌려 태양계로 들어올 때마다 자신이 가지고 있던 물질을 뿌려 가스로 된 머리와 꼬리가 나타나는 특징을 보인다. 그래서 몇 번씩 태양을 방문한 혜성은 처음보다 무게가 줄어들고 그 빛을 조금씩 잃어간다. 혜성의 잔해는 대기권을 통과하면서 불타 밤하늘의 유성이 되어 비처럼 쏟아져 내리기도 한다. 

혜성을 이루는 물질

혜성은 얼음과 암석이 서로 엉겨 있는 얼음덩어리다. 이 얼음덩어리가 태양 근처에 다다르면 태양의 도움으로 비로소 그 모습이 드러나는데, 뜨거운 태양이 혜성 핵의 얼음 물질을 녹이면서 기체로 변한 물질이 핵 주위를 감싼다. 이렇게 핵을 에워싼 기체를 코마라고 부르는데, 핵의 크기는 수 킬로미터에서 수십 킬로미터에 불과하지만, 코마는 태양에 가까워질수록 커져서 핵 지름의 1만 배가 넘는 크기로 자라기도 한다. 

혜성이 태양에서 지구 사이의 거리의 약 3배 정도에 해당하는 화성과 목성의 궤도 사이에 이르면, 태양에 의해 혜성의 표면온도가 차츰 높아지면서 혜성에게 물질이 방출된다. 이렇게 방출된 물질이 혜성의 꼬리를 형성하는데, 방출된 물질 중에 먼지 물질은 태양 빛이 주는 압력인 복사압에 밀려 먼지꼬리를 만든다. 이렇게 이온화된 기체들은 태양에서 불어오는 태양풍에 의해 혜성 뒤쪽으로 흩뿌려져 이온꼬리가 된다. 먼지꼬리는 혜성이 지나가는 길 뒤쪽으로 흩날리듯 발생하는 반면, 이온꼬리는 혜성의 진행 방향에 상관없이 태양의 반대 방향에 나타난다. 보통 이온꼬리는 푸른색을 띠고, 먼지꼬리는 노란색 또는 약한 붉은색으로 보인다.

주기혜성

혜성 중에는 지구를 처음 찾는 것도 있지만 예전에 발견되고 태양과 멀어졌다가 다시 돌아오는 것도 있다. 이렇게 다시 돌아오는 혜성을 주기혜성이라고 하는데, 얼마의 시간이 지난 후 다시 찾아오느냐에 따라 단주기 혜성과 장주기 혜성으로 나눈다. 특히 단주기 혜성은 태양 둘레를 도는 궤도의 길이가 짧기 때문에 자주 찾아오는데, 엔케 혜성이 그중 하나다.

혜성이 일정 기간을 주기로 다시 돌아온다는 사실을 처음 밝혀낸 사람은 영국의 천문학자 핼리이다. 뉴턴과 친했던 핼리는 뉴턴의 연구 방법을 이용해 1531년, 1607년, 1682년에 나타난 혜성이 같은 궤도를 가진다는 사실을 발견했다. 그리고 이 혜성이 태양 주변을 길쭉한 타원 모양의 궤도를 따라 76년을 주기로 움직인다는 사실을 알아냈다. 그리고 1758년 이 혜성이 다시 돌아올 것이라 예언했다. 결국 그는 돌아오는 혜성을 관찰하지 못하고 1742년 세상을 떠나고 만다. 하지만 1758년 크리스마스 밤하늘에 그가 예언한 혜성이 발견됨으로써, 그의 주장은 사실로 판명되었다. 

혜성은 통상적으로 발견자의 이름을 붙이는데, 핼리혜성은 예외적으로 발견자가 아닌 주기를 알아낸 핼리의 이름이 붙었다. 1910년에는 핼리혜성의 꼬리 부분을 지구가 스쳐 지나갔다. 가장 최근 지구로 돌아온 핼리혜성은 1986년이며, 2061년 다시 지구를 찾아올 것이다.

 

대혜성 3총사

매년 여러 개의 새로운 혜성이 밤하늘에 나타나는데, 태양에서 멀리 떨어져 있을 때는 어두운 탓에 빛을 내지 않고 있다가, 목성 정도까지 다가오면 밝아지면서 그 정체를 드러낸다. 사람들은 어느 날 갑자기 나타난 현상이나 인물을 가리켜 혜성처럼 등장했다고 하는데, 이 표현은 언제 어디서 발견될지 예측이 어렵고, 밤하늘에 갑자기 모습을 드러내는 혜성의 특징에 빗댄 말이다. 세상을 떠들썩하게 만들며 혜성처럼 나타난 대혜성에 대해 알아보자.

핼리혜성의 본체인 핵은 그 크기가 보통 수 킬로미터에서 수십 킬로미터로 웬만한 크기의 산을 능가한다고 한다. 실제로 1986년 탐사선 조토가 근접촬영에 성공한 핼리혜성은 길이가 약 15킬로미터, 폭은 8킬로미터로 밝혀졌다. 1301년 핼리혜성을 본 이탈리아의 화가 조토는 예수 탄생의 순간을 묘사한 동방박사의 경배라는 작품에 핼리혜성을 그려 넣었고, 1985년 유럽우주기구에서 혜성 탐사를 위해 발사한 우주탐사선에는 그의 이름이 붙었다.

1811년 발견된 대혜성의 주기는 3096년으로, 1811년 3월 25일에 발견됐으나, 북반구에서는 9월부터 북쪽의 큰곰자리 부근에서 발견되었다. 이 혜성은 9개월 동안이나 밤하늘에 머물며 세상을 공포에 떨게 했는데, 코마의 크기는 최대 160만 킬로미터로 태양보다도 큰 코마를 휘감은 채 우주 공간을 방랑했다고 한다. 

1843년 발견된 대혜성은 3월 호주의 태즈메이니아에서 관측되었는데, 대낮에도 잘 보일 만큼 밝았으며 태양을 지난 후 45도에 이르는 긴 꼬리를 그리며 저녁 하늘에 나타났다고 한다. 실제로 이 혜성은 꼬리의 길이가 약 3억 2000만 킬로미터였다고 추측하고 있다.