관측 역사상 최대 혜성 발견, 그러나 너무 먼 곳에

펜실베이니아 대학의 버나디넬리(Pedro Bernardinelli)와 번스타인(Gary Bernstein) 두 천문학자는 공동으로 새로운 혜성을 발견했다. 이 혜성에 대해 미국 국립과학재단은 2021년 6월 23일. ‘버나디벨리-번스타인 혜성’이라고 공식 명명했다. 새로운 혜성은 7년 전인 2014년에 두 천문학자가 칠레의 천문대(미국이 설립)에서 처음 발견했기 때문에 ‘Comet C/2014 UN271’이라는 명칭도 함께 붙이고 있다.

새로 발견된 이 혜성은 직경이 10-200km쯤 되어, 일반 혜성보다 크기가 1,000배나 되는 것으로 추정되었다. 그런데 이 혜성은 너무나 멀리 있기 때문에 망원경으로 크기를 측정하지 못하고, 태양빛을 반사하는 상태를 분석하여 규모를 짐작한 것이다. 두 천문학자는 암흑에너지(dark energy)를 관측하던 중에 우연히 이 혜성을 발견했으며, 그 당시 혜성과의 거리는 20AU였다. (1AU는 태양과 지구 사이의 평균거리인 약 1억 5,000만km이다.)

일반 혜성보다 1,000배나 큰 ‘버나디넬리-번스타인 혜성’의 모습을 상상한 그림이다.

암흑에너지란?

우주에 존재한다고 생각되는 아직 알려지지 않은 이론상의 거대한 우주의 힘을 암흑에너지라 한다. 우주를 탄생시키고(빅뱅) 팽창시키는 힘이며, 초신성 폭발 때 암흑에너지를 관측할 수 있을 것이라고 한다.

이 혜성이 지구와 가장 가까워질 시기는 2031년이다. 그때의 거리는 토성까지의 거리인 약 11AU이고, 예상 광도(光度)는 20등급이므로, 아마추어 관측가들이 가진 망원경으로는 볼 수 없을 정도로 어둡다. 천문학자들은 이 혜성은 약 40,000AU 거리에 있는 ‘오르트구름’ 공간에서 생겨났으며, 이번에 약 300만 년 만에 태양에 접근하는 것이라고 계산하고 있다.

네덜란드의 천문학자 오르트(Jan Oort 1900-1992)는 태양계의 가장 바깥(거리 2,000-200,000AU / 0.03-3.2광년)에 태양계 탄생 초기에 생겨난 물질들이 ‘얼음의 구름’처럼 존재할 것이라는 이론을 1950년에 처음 발표했다. 이 공간을 그의 이름을 따서 ‘오르트 구름’이라 한다. 오르트 구름에 대한 확실한 증거는 아직 없으며, 핼리혜성처럼 주기(週期)가 긴 혜성들이 이곳에서 오는 것이라고 한다. 이 그림은 오르트구름, 퀴퍼벨트, 새 혜성의 궤도를 동시에 표현한다. 태양의 중력이 미치는 범위는 50,000AU이다.

최대의 혜성은 암흑에너지를 관측한 자료를 컴퓨터로 분석하던 중에 처음 발견되었다. 이 사진은 2017년에 25AU 거리에 있는 것을 촬영한 것이다.

새로 명명된 혜성은 지구에 접근하더라도 관측이 어렵도록 멀리 지나가기 때문에 혜성의 형상과 진화에 대한 연구에는 별다른 도움이 되지 않는다. 그러나 이 혜성을 관측함으로써 태양계의 역사와 움직임에 대한 새로운 지식을 얻게 될 것으로 전망하고 있다. 지금까지 천문학자들은 관측이 가능한 혜성들에 대해서 주로 연구했다. 그러나 이 새로운 혜성이 발견되면서 ‘오르트 구름’만 아니라 ‘퀴퍼벨트’에서 오는 혜성에 대해서도 관심을 갖게 되었다.

퀴퍼벨트(Kuiper belt)란?

네덜란드의 천문학자 퀴퍼(Gerard Kuiper 1905-1973)는 해왕성 바깥 공간, 즉 태양으로부터 30-50AU 거리의 둥근 공간(퀴퍼벨트)에는 태양계가 처음 탄생할 때 생겨난 작은 천체(왜행성矮行星 등)들이 존재할 것이라고 주장했다. 그의 생전에는 자신의 이론이 증명되지 않았으나, 1992년에 왜행성인 알비온(Albion)이 발견되면서 이후 수많은 천체들이 연달아 발견되고 있다. 그들 중에 최대 왜행성은 직경이 10km를 넘는다. 주기가 200년 이내인 다수의 혜성들은 이곳으로부터 올 것이라고 한다.

​오르트 구름과 퀴퍼벨트에서 생겨난 혜성들도 과거에 많이 접근했을 것이다. 그러나 거리가 멀어 관측되지 않았다. 버나디넬리-번스타인 혜성은 2031년에 접근한다. 천문학자들은 그날이 오기 전에 지금까지 알지 못했던 아득히 먼 혜성들에 대한 새로운 발견이 따를 것이라 예상한다. 미국국립과학재단과 NASA에서는 2021년 후반기부터 ‘자이언트 마젤란 우주망원경’ 등을 이용하여 이 혜성에 대한 관측을 계획하고 있다. – YS

​