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속도가 증가하고 있는 호무아무아(`Oumuamua)|

  • 이강민
  • |조회수 : 517
  • |추천수 : 0
  • |2018-07-10 오후 11:15:34

Credit:ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser


사진 1> 이 상상화는 태양계너머에서 유입된 혜성으로는 태양계에서 처음으로 발견된 호무아무아를 

         그린 것이다.

         ESO VLT와 허블우주망원경을 비롯한 여러 망원경을 이용하여 관측한 결과 호무아무아는 

         예상보다 빠른 속도로 태양계를 벗어나고 있는 것으로 밝혀졌다.

         천문학자들은 태양열로 인해 이 혜성의 표면에서 물질이 분출되고 있고, 이 분출물질이 

         혜성의 속도를 증가시키는 것으로 추정하고 있다. 

         이 상상화에서는 이 분출물질을 태양을 향하고 있는 면쪽에서 뿜어져나오는 미묘한 구름처럼 

         묘사하고 있다.

         가스의 분출은 혜성에서 볼 수 있는 전형적인 현상이기 때문에 천문학자들은 호무아무아를 

         소행성으로 분류했던 이전의 결정이 잘못된 것으로 생각하고 있다. 



호무아무아는 태양계너머에서 태양계로 유입된 첫번째 천체이며 예상보다 빨리 태양으로부터 벗어나고 있다.

이 천체의 이례적인 움직임은 ESO VLT를 포함한 전지구적인 협력체계를 맺고 있는 여러 관측소에 의해 탐지되었다.

이번 관측 결과는 호무아무아가 단순한 소행성이 아니라 별사이 우주공간에서 유입된 혜성임을 말해주고 있다.

이번 연구 결과는 네이처 지에 발표되었다.



태양계 너머에서 유입된 혜성으로서는 처음으로 발견된 호무아무아는 2017년 10월 발견된 이래 강도높은 관측을 받는 천체가 되었다.[1]


천문학자들로 구성된 국제 연구팀은 ESO VLT 및 여러 천문대의 관측 데이터를 종합하여 이 천체가 예상보다 훨씬 빠르게 이동하고 있음을 알게되었다.


ESA 마르코 미첼리(Marco Micheli)가 이끄는 연구팀은 이 천체의 예상보다 빠른 속도를 설명하기 위해 몇 가지 시나리오를 상정했다.

여기서 가장 그럴듯한 시나리오는 태양열에 가열되어 표면으로부터 뿜어져나오는 가스들에 의해 호무아무아가 추진력을 얻는다는 것이다.[2]


이렇게 뿜어져나오는 물질들에 의한 추진력은 대단히 미미하지만 지속적인 외력을 가하여 호무아무아가 예상보다 빠른 속도로 태양계를 지나가게 만드는 것으로 추정되고 있다. 


2018년 6월 1일 현재 호무아무아는 대략 시속 114,000 킬로미터의 속도로 이동하고 있다.


가스의 분출은 혜성에게는 일반적으로 나타나는 현상이며 호무아무아가 별사이우주공간에서 날아온 소행성이라는 이전의 분류와는 모순되는 현상이다.


마르코 미첼리의 설명은 다음과 같다.

"우리는 호무아무아가 아주 작고 괴상한 혜성이라 생각합니다.

 수집된 데이터를 보면 이 천체는 태양으로부터 멀어질수록 추진력도 점점 작아지는 양상을 보여주고 

 있습니다.

 이는 혜성에서 나타나는 전형적인 현상이죠."


대개 혜성이 태양에 의해 가열되면 먼지와 가스가 뿜어져나오며 이렇게 뿜어져나온 먼지와 가스는 코마라고 불리는 구름을 형성하게 된다. 

또한 이렇게 뿜어져나온 물질들은 혜성의 특징이 되는 꼬리도 만든다.


그러나 연구팀은 호무아무아에서는 가스분출을 말해주는 일체의 가시적 증거를 발견하지 못했다.


이번 논문의 공동저자이자 2017년 호무아무아의 특징을 발견하는데 선구적인 역할을 수행한 하와이대학 캐런 미치(Karen Meech)의 설명은 다음과 같다.

"우리는 이 천체에서 먼지나 코마, 꼬리와 같은 것은 전혀 보지 못했습니다. 

 우리는 호무아무아가 특이하게도 입자가 크고 거친 먼지 알갱이를 분출하고 있는 것으로 생각하고 

 있습니다."


연구팀은 호무아무아의 표면을 뒤덮고 있던 작은 먼지 알갱이들이 우주공간을 가로지르는 오랜 시간동안 쓸려 나가 지금은 비교적 큰 먼지 알갱이들만 남아 있는 것으로 추정하고 있다.

비록 크기는 더 크지만 감지될만큼 충분히 밝지는 않은 이 먼지 알갱이들이 호무아무아의 예상치 못한 속도 변화의 원인일 수도 있다.


호무아무아는 가설상의 먼지 분출이라는 풀리지 않고 있는 수수께끼뿐 아니라 별사이우주공간에서 기원한 천체라는 특성도 가지고 있다.


연구팀은 원래 호무아무아의 경로를 정확하게 측정하여 이 천체가 유래한 행성계가 어디인지를 추정하기 위한 관측을 진행했었다.

그러나 이번 결과는 이 천체가 어디에서 왔는지를 알아내는 것이 그닥 쉬운 일이 아님을 증명해주고 있다.


연구팀의 일원인 ESO의 천문학자 올리비에르 하이나우트(Olivier Hainaut)의 소감은 다음과 같다.

"유랑을 계속하고 있는 이 수수께끼 천체의 기원은 여전히 미스테리로 남아있게 될 것 같습니다.

 호무아무아는 최근 속도가 증가하고 있는 양상이 관측되었는데 이는 이 천체의 궤도를 예측하여 

 과연 어느 별에서 이 천체가 만들어졌는지를 추측하기 더욱더 어렵게 만들고 있습니다."


Credit:ESA


사진2> 이 표는 태양계를 가로질러가는 호무아무아의 경로를 보여주고 있다.

         이 표에는 호무아무아의 예정경로와 함께 새로 측정된 속도의 변화도 보여주고 있다.

         호무아무아는 2018년 5월 초 목성 궤도에 해당하는 거리를 통과하였으며 2019년 1월에는 

         토성 궤도에 해당하는 거리를 통과하게 된다.

         2020년 8월에는 천왕성 궤도에 해당하는 거리를 통과하게 되고 

         2024년 6월에 해왕성 궤도 거리를 통과하게 된다.

         호무아무아는 2025년 후반에 카이퍼벨트의 외곽지역에 도달하게 될 예정이며 

         태양계의 모서리인 태양권경계면에는 2038년 11월에 도달하게 된다.


각주 

[1] 호무아무아는 하와이 할레아칼라 천문대의 판스타스 망원경에 의해 발견되었다.

     호무아무아라는 이름은 하와이어로 "척후"를 의미하는데 이는 태양계 너머에서 처음으로 태양계로 

     유입된 천체라는 이 천체의 특성을 반영한 이름이다.

     최초 관측 결과는 이 천체가 타원형의 가느다란 천체이고 그 색깔은 일반적인 혜성과 동일한 것으로 

     나타났다.


[2] 연구팀은 예상치 않은 속도변화를 설명하기 위해 몇가지 가설을 검증했다.

     연구팀은 야코프스키효과(the Yarkovsky effect)로 알려져 있는 태양복사압력에 의한 영향 또는 

     관측내역을 설명할 수 있는 마찰효과가 있을지를 분석하였다.

     연구팀은 또한 충돌과 같은 외부자극 사건에 의한 가능성도 검증하였다. 

     여기에는 호무아무아가 양극성 형태를 가진 천체인지, 자화되어 있는 천체인지 여부도 고려되었다.

     호무아무아가 외계에서 유입된 우주선이라는 가설은 하기와 같은 사유로 부정되었다.

     지속적이고 점진적인 속도의 변화는 추진체가 달린 인공천체에서는 일반적인 현상이 아니며, 

     이 천체는 3개 축을 기준으로 모든 방향으로 회전을 하고 있었는데 이 역시 인공천체에는 부합되지 

     않는 현상이다.



출처 : 유럽남부천문대(European Southern Observatory) Science Release  2018년 6월 27일자 

       http://www.eso.org/public/news/eso1820/


번역 : 이강민 천문지도사

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