[박종진의 과학 이야기] 혜성

박종진

혜성(彗星 Comet)은 순우리말로는 꼬리가 달린 별이라고 해서 꼬리별, 혹은 화살처럼 난다고 해서 살별이라고 부른다. 인류는 우주가 질서 정연하다고 생각했다. 해와 달은 반복적으로 움직였고 밤하늘의 별도 사계가 바뀔 때마다 제 자리를 찾았는데 혜성은 갑자기 나타났다가 사라졌기 때문에 동서양을 막론하고 불길한 천체라고 여겼다.  
 
그러는 사이 천문학이 발달하고 관측 자료가 축적되면서 혜성의 활동에도 어떤 규칙이 있지 않을까 생각했고 영국의 에드먼드 핼리가 최초로 한 혜성의 움직임에 주기가 있다는 사실을 알아차리고 계산 끝에 그 혜성이 다시 지구에 근접할 때를 예상했지만 핼리는 그 전에 사망했다. 그가 죽은 후 1758년경에 정확히 그 혜성이 나타났고 후세 사람들은 그의 업적을 기리기 위해 그 혜성에 천문학자의 이름을 붙였다. 그 유명한 핼리 혜성이다.
 
혜성 주위에는 코마라고 불리는 구름이 둘러싸고 있는데 이는 태양에 가까워져 올수록 혜성의 핵이 기화하여 생기는 현상이다. 코마는 우주 먼지와 얼음 조각으로 이루어져 있는데 그 중 작은 것들은 태양풍에 밀려 혜성의 꼬리처럼 보인다.  
 
일반적인 혜성의 크기는 지름이 30km 이내지만 태양에 가깝게 접근할수록 그 꼬리가 길어져서 긴 것은 태양에서 지구 사이 거리의 4배 정도 되기도 한다. 혜성에는 꼬리가 두 개 있다. 얼음 덩어리였던 혜성이 태양계 안쪽으로 접근하면 태양의 열에 의해서 표면의 휘발성 물질이 기화하며 그 주위 먼지와 함께 혜성 주위를 에워싸는데 이를 코마라고 했다. 그런데 태양풍에 의해서 코마는 혜성 뒤로 밀리면서 먼지로 이루어진 꼬리 하나로 되고 그 옆에 생긴 다른 꼬리는 이온화된 기체가 빛을 내는 것이다.  
 

태양계의 얼개를 보면 태양 주위에 총 8개의 행성이 공전하고 그 바깥에 카이퍼 벨트라고 부르는 소행성 집단이 있으며 그곳을 한참 지나면 태양 표면을 떠난 빛이 약 1년 걸려 도착하는 먼 곳에 오르트 구름대가 있다. 카이퍼 벨트에 퍼져 있던 소행성이 어쩌다 목성이나 천왕성, 해왕성의 중력에 끌려 태양 쪽으로 방향을 트는 경우가 있는데 이것이 혜성이다. 혜성은 그 주기가 200년 이하이면 단주기 혜성이라고 하고 더 긴 주기가 걸리는 것을 장주기 혜성이라고 구분한다. 아까 말한 핼리 혜성의 주기는 75~76년이므로 단주기 혜성에 속한다.  
 
카이퍼 벨트에서 발원한 혜성은 단주기 혜성이지만 멀고 먼 오르트 구름대에서 시작하는 혜성을 장주기 혜성이라고 구분하는데 지금까지 알려진 장주기 혜성은 몇 되지 않지만, 그 중 웨스트 혜성은 그 공전 주기가 50만 년이 넘는다.  
 
혜성은 별똥별이라고 불리는 유성과는 완전히 다른 천체이지만 혜성이 지나간 자리에 남은 꼬리 부분의 조각이 우연히 지구의 공전 궤도와 겹치는 경우 지구가 이 지역을 지나갈 때 혜성이 흘린 것들이 지구의 중력에 끌려 들어와 대기권에서 산화되는 현상이 유성우다.
 
지구상에 존재하는 물은 혜성에 포함된 다량의 얼음에서 왔을 것으로 추측했으나, 바닷물 속의 중수소를 비롯한 동위원소의 비율이 혜성 것과 다르고 오히려 소행성의 것과 일치하는 까닭에 지금은 물의 소행성 기원설이 더 유력하다. (작가)
 

박종진