천문학 입문 6

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혜성이 태양에 가까이 갈수록 더 많은 열을 받게 되는데 이에 따라 얼어 있던 기체들이 증발하면서 먼지와 함께 우주로 흩어진다. 핵을 둘러싸고 있는 이런 기체와 먼지의 혼합물이 흐릿하게 빛나는 구름처럼 보이는데 이 부분을 코마라고 한다. 많은 사람이 코마와 혜성의 머리를 혼동한다. 엄밀히 말하자면 코마와 핵을 모두 포함해서 혜상의 머리라고 부른다. 코마에서 보이는 빛은 코마를 이루는 원자와 분자가 내는 희미한 빛과 수백만의 작은 먼지 입자가 반사하는 태양 빛이 합쳐진 것이다. 혜성이 태양 근처로 접근하면 코마에 있는 먼지와 기체가 밖으로 흩날리면서 꼬리를 형성하는데 이를 각각 '먼지 꼬리'와 '이온 꼬리'라고 부른다. 태양의 복사압은 혜성의 먼지 입자를 태양 반대 방향으로 밀어내어 먼지 꼬리를 만든다. 먼지 꼬리는 태양의 빛을 반사해서 빛나며 질감이 이온 꼬리보다 부드러우며 이따금 살짝 휘어진 모습도 보이고 희미한 노란빛을 띤다. 두 번째 꼬리는 이온 꼬리이다. 코마를 이루던 기체 일부가 태양 자외선의 영향을 받아 이온화, 즉 전하를 띠게 된다. 태양은 보이지 않는 전자와 양성자의 태풍을 방출하는데 이온화된 기체들이 이 태양풍의 압력을 받아 태양 반대 방향으로 밀려나게 되며 이를 이온 꼬리라고 한다. 이온 꼬리는 혜성을 관측하는 천문학자에게 태양풍의 방향을 알려주기 때문에 공항의 풍향계와 같은 역할을 한다. 때때로 이온 꼬리가 끊어져서 우주로 날아갈 때도 있다. 꼬리가 끊어진 혜성은 도마뱀처럼 새로운 꼬리를 만든다. 꼬리의 길이는 백만 킬로미터에서 수백만 킬로미터까지 다양하다. 혜성이 태양을 향하여 움직일 때, 꼬리는 혜성의 뒤로 늘어진다. 혜성이 태양을 돌아서 태양계 밖으로 향할 때는 꼬리가 태양의 반대 방향을 향하며 혜성이 꼬리를 따라간다. 혜성은 마치 황제를 모시는 신하처럼, 등을 주군에게 보이는 법이 없다. 혜성의 코마와 꼬리는 영원하지 않다. 핵에서 방출된 가스와 먼지는 코마와 꼬리를 형성하면서 우주로 흩어진다. 혜성이 목성의 궤도 너머에 있는 혜성의 고향에 도착할 때쯤, 핵을 빼고는 아무것도 남지 않는다. 그리고 핵은 방출했던 가스와 먼지 때문에 크기가 조금 작아진다. 혜성이 뿌렸던 먼지들이 지구의 공전궤도와 겹치면 유성우가 일어난다. 죽어가는 혜성의 좋은 예로는 핼리 혜성을 들 수 있다. 핼리 혜성은 75년~77년 주기로 태양 주변을 지나는데 한 번 방문할 때마다 최소 1미터씩 핵이 작아지고 있다. 지금 핼리의 핵은 10킬로미터밖에 남지 않았으며 계산을 해보면 대략 1,000바퀴, 7만 5,000년 뒤에는 사라질 것이다. 핼리 혜성이 뿌린 먼지에서 물병자리에타와 오리온자리 유성우가 일어난다. 몇 년에 한 번씩, 관측하기 좋은 위치에 맨눈이나 쌍안경으로도 쉽게 볼 수 있을 만큼 아주 밝은 혜성이 나타난다. 정확히 언제 이런 혜성이 등장하는지는 아무도 모른다. 천문학자들이 정확히 예측할 수 있는 혜성은 그다지 밝지 않은 소형 혜성들뿐이다. 밝고 흥미로운 혜성은 대부분 새로 발견되는 경우가 많다. 핼리 혜성은 천문학자들이 아주 정확하게 예측할 수 있는 혜성 중 유일하게 밝은 혜성이다. 하지만 지구에 자주 오지는 않는다. 1910년에 천문학자들은 핼리 혜성의 출현을 예측해서 전 세계 사람들에게 알렸으며 모두 좋은 구경을 했다. 같은 해에 더 밝은 혜성이 출몰했는데 반대로 이 혜성의 등장은 아무도 예측하지 못했다. 이제껏 발견하지 못한 새로운 혜성을 찾기 위해서는 포기하지 않고 하늘을 감시하는 방법밖에 없다. 혜성을 찾는 일은 어렵지 않다. 하지만 아무도 찾지 못했던 혜성을 발견하고 싶다면 아주 오랜 시간이 걸릴 것이다. 데이비드 레비는 유명한 혜성 사냥꾼으로 9년간 우주를 꼼꼼히 수색한 끝에 첫 번째 혜성을 발견했다. 레비는 첫 번째 발견 이후 20개가 넘는 혜성을 더 찾아냈다. 인공위성은 사람이 만들어 우주 공간으로 쏘아 올린 물체로 지구나 다른 천체 주위를 돈다. 지구를 공전하는 인공위성은 날씨 예측, 엘니뇨 현상 관측, 위성방송, 대륙간 탄도미사일 발사 감시 등의 임무를 맡고 있다. 일부는 천문학 관측에도 쓰인다. 인공위성은 우주에 있기 때문에 지상에 있는 관측자에게는 이미 져버린 태양에서 나오는 빛을 받아 빛나기도 한다. 따라서 깜깜한 밤에도 태양 빛을 반사하며 빛을 내며 돌아다니는데 이따금 천문학자들이 촬영하고 있는 희미한 항성 근처로 지나갈 때도 있다. 천문학자들은 이런 식으로 방해받는 걸 좋아하지 않는다. 게다가 어떤 인공위성은 천문학자들이 우주에서 오는 전파를 잡기 위해 설치한 '대형 접시'나 다른 전파 안테나에 간섭을 일으키는 주파수를 방출하기도 한다. 우주 전파는 어쩌면 50억 광년 떨어진 퀘이사에서 나오는 전파 거나, 우리 은하의 다른 태양계에서 5,000년을 걸려서 날아온, 우리에게 암의 치료법을 알려줄 만큼 자애로운 외계인의 인사일 수도 있다. 하지만 전파 관측소 위로 인공위성이 지나가면 인공위성의 전파가 우주 전파를 간섭하면서 해석할 수 없게 된다. 따라서 인공위성은 천문학자와 애증의 관계에 있다고 볼 수 있다. 쓸모 있는 부분도 있지만, 관측을 방해하기도 한다. 그나마 좋은 점 중 하나는 일부 열정이 넘치는 아마추어 천문학자에게 관측하고 사진을 찍을 대상이 하나 더 생겼다는 점이다. 수백 개의 인공위성이 수천 개의 우주 쓰레기와 함께 지구를 공전하고 있다. 인공위성의 궤도 근처에는 버려진 인공위성, 인공위성 발사 추친체의 상단부, 부서지거나 폭발한 인공위성의 잔해들, 인공위성과 로켓에서 떨어져 나온 작은 페인트 조각이 지구를 돌고 있다.