공룡을 멸종시킨 거대한 운석과 작은 운석(별똥별), 수억 개나 있다고 예상되는 소행성, 1억 개 이상이라 추정되는 혜성 등은 모두 태양계가 생겨날 때 형성된, 태양계 안에서만 떠도는 천체들이다. 그러나 2017년 10월 19일, 우리 태양계가 아니라 다른 태양계(별)로부터 날아와 우리 태양 주위를 돌아서 가는 성간 천체(interstellar object)가 관측 역사상 처음으로 발견되어 천문학자들의 큰 관심 연구가 되어 있다.
캐나다 천문학자 위릭(Robert Weryk)은 하와이 마우이섬의 정상에 설치된 핼리아칼라 천문대에서 팬-스타즈(Pan-STARRS)라 불리는 망원경을 통해 하늘을 관측하던 중에 의외의 낯선 광체 하나를 태양 궤도 주변에서 발견했다. 이를 본 위릭은 처음에 새로운 혜성이 나타났을 것이라 생각했다. 그러나 이 낯선 천체의 꽁무니에는 혜성과 달리 코마(꼬리)가 보이지 않았다. 그리고 이것이 진행하는 속도가 어떤 혜성보다 몇 갑절 빨랐다.
이런 소식이 급전되자 세계의 천문학자들은 이 천체를 집중적으로 관측했다. 그 결과 이것은 우리 태양계가 아니라 다른 별(외부 태양계)로부터 날아온, 최초로 인간의 눈에 발견된 성간 천체라고 판단되었다. 이 최초의 성간 천체에는 오우무어무어(Oumuamua, I1/2017U1)라는 이름이 붙여졌다. 오우무어무어는 하와이 언어로 scout(정찰, 수색)이라는 뜻이다.
위릭이 이 성간 천체를 발견한 당시 그 천체는 이미 40일 전에 태양에 가장 근접(근일점)했다가 태양을 돌아 어딘가로 멀어져가는 상황에 있었다. 즉 그가 처음 본 당시의 성간 천체는 태양에 다가가는 전면 모습이 아니라 이미 40일 전에 태양 곁을 지나 이제는 멀어져가는 뒷모습이었다.
오우무어무어가 발견된 당시와 이후의 궤도를 나타낸다. 2017년 7/29부터 나타낸 궤도는 태양에 가장 접근한 근일점(Perihelion) 9/9, 발견된 10/9, 이후 10/28까지의 궤도와 지구 및 태양 가까운 행성들의 위치를 나타낸다. 발견 당시 오우무어무어와 지구 사이의 거리는 3,300만km(0.22AU, 달까지 거리 85배)였다.
과학자들은 오우무어무어의 크기는 길이 100-1,000km, 두께는 35-167m로 측정했다. 약간 붉은 색이었고, 태양에 접근해 있어도 혜성과 달리 꼬리에서 먼지(coma)가 발생하지 않았다.
오우무어우어의 형체는 하나의 작은 점으로 관측되었지만, 그 형태는 막대기 모양이고, 진행할 때 스크류처럼 회전하지 않고 영상처럼 딩굴고(tumbling) 있다고 추측한다. 이러한 판단은 아래 그림의 그래프가 설명하듯이 오우무어무어의 밝기가 일정하지 않고 규칙적으로 밝았다 어두웠다 했기 때문이다. 영상은 컴퓨터로 만든 것이다.
오우무어무어가 가진 큰 신비의 하나는 진행 속도가 초속 87.3km로 너무 빠르다는 것이다. 즉 이 천체의 고속도는 태양의 중력에 끌려 가속된다고 하더라도 물리학적으로 불가능해 보이는 수치였다. 그래서 과학자들은 오우무어무어가 외계에서 태양계로 여행하는 도중에 다른 천체로부터 가속 중력을 받았거나, 구성 성분인 얼음 수소나 물이 가스 상태로 분출하여 가속할 것이라는(위 동영상 참조) 생각도 한다. 그리고 그동안 오우무어무어의 궤도를 분석한 과학자들은 이 천체가 다시 태양계로 찾아오지 못하는 궤도라는 것도 알게 되었다.
혜성이 태양에 근접하면 코마(coma)라 부르는 먼지 꼬리가 태양 반대쪽에 생겨나는데, 이것은 혜성 성분 중의 얼음과 먼지가 태양열의 영향으로 기화하여 방출되고, 이들이 태양풍(태양 방사선)에 날리기 때문이다.
오우무어무어(청색 원)가 처음 발견된 사진이다. 오우무어무어에게 초점을 맞추고 추적했기 때문에 주변의 다른 별들은 연속된 점상으로 나타나 있다.
성간 천체는 외계에서 온 혜성일까?
오우무어무어를 추적하던 과학자들은 2018년 1월 이후부터 너무 멀어진 탓에 더 관측할 수 없는 상황이 되었다. 2019년 7월에는 이 외계 천체에 대한 종합적인 결론을 내렸다. 그러나 일부 과학자들은 이후에도 관측된 자료를 정밀 분석하면서 외계로부터 찾아온 방문자의 신비를 계속 연구하고 있다.
외계로부터 태양계로 건너온 손님은 성간 혜성(interstellar comet)이라는 추측도 한다. 궤도 분석에서, 이 천체는 60만 년 전에 거문고자리의 베가(직녀성) 방향에서 태양계 쪽으로 온 것으로 판단되었다. 하지만 60만 년 전에는 직녀성의 위치가 지금의 자리에 있지 않았으므로 실제 어떤 별 방향에서 왔는지 알 수는 없다.
외계 천체 오우무어무어를 처음 발견한 하와이 할레아칼라 천문대의 팬-스타즈 망원경. 이 망원경은 천체의 변화를 광시야로 보면서 빠른 속도로 관측하는 특징이 있다.
오우무어무어에 대한 천문학자들의 의문은 많다. 태양계 내에 존재하는 혜성이나 소행성과 달리 이 성간 천체는 왜 막대기 모양일까? 이것을 구성하는 성분은 무엇일까? 왜 태양에 접근해도 코마가 보이지 않을까? 더 큰 의문도 있다. 그것은 어디에서 생겨나 어떻게 하여 태양계로 오게 되었을까?
이런 의문에 대해 어떤 천문학자는 흥미로운 이야기도 한다. “NASA가 보낸 보이저호가 태양계를 벗어나 먼 우주로 날아가는 것처럼(2026년 5월 현재 지구와의 거리 167AU), 어떤 외계행성의 지능 생명체가 만든 물체가 보이저처럼 외부 태양계를 벗어나 우리 태양계로 오게 된 것은 아닐까?”
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