해와 달, 그리고 수성, 금성, 화성, 목성, 토성의 5개의 행성을 제외하고 모든 별은 천구상에 고정된 채 지구의 자전에 의해 매일 떠오르는 것을 반복합니다.하물며 다섯 행성도 하늘에서 보면 오직 밝은 별만 보이고 매일 조금씩 별 사이를 움직일 뿐 겉보기에는 그리 특별함이 없습니다.(5개 행성의 움직임은 예로부터 예측이 가능)
하지만 혜성(Comet)은 다릅니다.어느 날 예측할 틈도 없이 갑자기 나타나 하늘에서 긴 꼬리와 함께 커다란 모양을 나타내다가 곧 사라지게 됩니다.(해와 달을 제외하고 유일하게 맨눈으로 형체를 관측할 수 있는 천체) 따라서 옛날 사람들은 혜성을 매우 두려워했습니다.역사적 기록은 혜성의 출현과 당시 일어난 불행한 사건을 연결시켜 남겨졌습니다.
혜성의 몸체는 핵(Nucleus)이라고 불립니다.암석과 얼음이 얽힌 형태로 작은 것은 지름 100미터 정도에서 300킬로미터까지 천차만별입니다.전형적인 혜성핵 반사율은 0.04로 태양계에서 가장 어두운 천체에 속합니다.(아스팔트 반사율 0.07) 태양에서 멀리 떨어져 있을 때는 핵만 존재하지만 태양에 가까워질수록 온도가 높아져 핵 표면의 먼지와 얼음이 증발하게 됩니다.증발한 먼지와 얼음은 지구의 대기처럼 핵 표면을 둥글게 감싸게 되는데 이는 팽이(Coma)라고 합니다.태양에 더 가까워지면 태양풍과 복사압에 의해 핵 표면 물질이 기화되어 꼬리(Tail)가 발생합니다.혜성의 꼬리는 이온 꼬리와 먼지 꼬리로 나뉘는데 가벼운 이온 꼬리는 태양풍의 영향으로 태양과 반대 방향으로 형성되고 먼지 꼬리는 혜성 궤도의 영향으로 곡선 형태를 보입니다.
혜성의 구조(출처: 구글) 2019년 7월 현재 발견된 혜성은 총 6,619개입니다.새로 발견된 혜성은 발견된 연도, 시기, 순서에 따라 혜성 번호를 부여받습니다.예를 들면, 근년(2020년 7월) 육안 관측이 가능했던 네오와이즈(NEOWISE) 혜성은 2020년 3월 27일에 발견되어 2020F3의 혜성 번호가 주어졌습니다.맨 앞자리 4자리(2020)는 발견된 연도를 의미합니다.첫 알파벳(F)은 발견된 시기를 의미하는 것으로 매년 1월 1일부터 15일까지 A, 1월 16일부터 31일까지 B, 2월 1일부터 2월 15일까지 C 순으로 보름마다 A~Y까지의 알파벳이 붙습니다.(I는 숫자 1과 혼동되므로 제외) 따라서 F는 3월 하순을 의미하고 3은 3월 하순에 발견된 세 번째 혜성임을 나타냅니다.소행성의 임시번호 부여와 비슷하지만 숫자가 많지 않아 알파벳 하나만 활용합니다.
혜성 번호 앞에 알파벳이 하나 더 추가되는데 이는 궤도에 따른 혜성 분류를 나타냅니다.비주기 혜성이나 주기가 너무 길어 특정하기 어려운 장주기 혜성의 경우 ‘C’로 표시하고 주기 혜성의 경우 ‘P’, 궤도를 놓치거나 파괴된 혜성은 ‘D’, 주기가 확정되지 않은 혜성은 ‘X’로 표시합니다.따라서 주기가 너무 길어서 특정하기 어려운 장주기 혜성인 네오와이즈는 ‘C/20 F3’가 됩니다.
혜성의 이름은 관례적으로 발견자의 이름을 따죠.발견자가 여러 명인 경우 가장 먼저 발견한 3명까지 공동 이름을 붙였지만 최근에는 2명으로 줄고 재발견 시 3명까지 추가합니다.네오와이즈는 2009년 미 항공우주국(NASA)이 발사한 광역적외선 탐사위성(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)의 지구접근천체(Near-Earth Object, NEO) 관측 미션 이름입니다.이처럼 최근에는 개인이 아닌 망원경 스캐닝 기술로 자동 발견되는 경우가 많아 망원경이나 프로젝트명이 혜성의 이름이 되는 경우가 많습니다.따라서 사실상 수십 개의 네오와이즈 혜성이 존재하므로 이 혜성의 공식 명칭은 ‘C/2020 F3(네오와이즈)’가 됩니다.
C/2020 F3 네오 와이즈 (출처: 위키백과) 주기 혜성 앞에는 발견된 순서대로 번호가 붙습니다.2020년6월 현재 396의 주기혜성에 번호가 부여되어 있습니다.가장 유명한 혜성이자 첫 번째 주기 혜성인 할리 혜성(Halley’scomet)의 공식 명칭은 ‘1P/할리(Halley)’입니다.
주기 혜성은 크게 단주기 혜성과 장주기 혜성으로 구분되는데 기준은 200년입니다.단주기 혜성은 10년 미만의 주기를 가지고 목성 궤도를 떠나지 않는 엔케형 혜성(Encke-typecomet)과 5~20년의 주기를 가지고 목성 궤도의 영향을 받는 목성족 혜성(Jupiter-familycomet), 목성 궤도를 넓히고 20~200년의 주기를 갖는 할리형 혜성(Halley-typecomet), 처음부터 목성 궤도 밖에서만 활동하는 킬론형 혜성(Chiron-typecomet)이 있습니다.396개의 번호가 등록된 주기 혜성 중 대부분은 목성족 혜성으로 엔케형 혜성이 27개, 해리형 혜성이 14개, 키론형 혜성이 5개 있습니다.이런 주기 행성들은 할리 혜성을 제외하고 대부분 밝기가 낮아 망원경 없이 주기적으로 관측하기 어렵습니다.
3.3년의 주기를 가진 엔케 혜성(2P/Encke)/(출처: 위키백과) 장주기 혜성은 태양 공전 주기가 200년에서 수만 년에 달합니다.이러한 기원은 태양계 외곽의 힐스 구름(Hills cloud)이나 올트(Oort cloud)일 것으로 예측됩니다.대부분 이심률이 1에 육박하는 매우 가늘고 긴 타원형 궤도를 가지고 있습니다.태양 부근에서 이심률이 1인 포물선 궤도와 1을 넘는 쌍곡선 궤도의 경우에도 태양계를 벗어나지 않고 태양에서 멀어지다 다시 1안쪽으로 돌아오는 경우가 많습니다.두 번째로 발견된 성간천체(Interstellarobject)이자 최초로 발견된 성간혜성(Interstellarcomet)인 2I/보리소프(Borisov)는 이심률이 3.357로 태양계 밖에서 진입한 것으로 알려져 있습니다.
2019년 허블우주망원경이 촬영한 최초로 발견된 성간혜성 2I/볼리소프와 궤도(출처:NASA) 역사적으로 나타난 밝은 혜성을 대혜성(Greatcomet)이라고 합니다.이 중 상당수는 75~76년의 주기를 갖고 있는 할리 혜성으로 밝혀졌습니다.해리 혜성은 기원전 240년에 처음 목격된 기록이 남겨진 후 현재까지 다시 돌아온 총 30번의 기록이 남아 있습니다.에드먼드 할리(Edmond Halley 1656~1742)가 1456년, 1531년, 1607년, 1682년에 나타난 혜성이 모두 같은 혜성이라고 주장했고, 이 혜성이 1758년에 다시 나타날 것으로 예측해 할리 혜성으로 명명됐습니다.할리의 예측대로 1758~59년과 1835년 할리 혜성이 돌아왔고 1910년에는 사진으로 촬영됐으며 1986년에는 탐사선까지 보내 혜성을 관측합니다.1986년에는 자구책으로 어둡게(최대 2.1등급) 관측됐지만 다음 방문인 2061년과 2134년에는 마이너스(-) 등급 밝기로 다시 대혜성이 될 것으로 보입니다.
1910년 촬영된 해리 혜성과 1986년 지오트 탐사선이 촬영한 해리 혜성의 핵(출처: 위키백과) 해리 혜성이 아닌 가장 오래된 신빙성 있는 기록은 기원전 44년 7월 카이사르 혜성(Caesar’scomet)으로 고대 로마의 율리우스 카이사르(Julius Caesar BC100~BC44) 사후 3개월 만에 나타나 금성의 밝기에 버금가는 -3~4등급까지 밝아졌습니다.
1680년 대혜성(C/1680V1)은 망원경으로 발견된 최초의 혜성으로 긴 꼬리와 낮에도 볼 수 있는 밝기를 알 수 있었습니다.1744년 대혜성(C/1743X1)은 핵 파편이 분열되어 6개의 꼬리가 관측되었습니다.
1680년 대혜성(왼쪽)과 1744년 대혜성(오른쪽)/(출처: 위키백과) 1811년 대혜성(C/1811F1)은 당시까지 가장 긴 260일간 맨눈으로 관측되었으며, 1858년 도나티 혜성(Comet Donati, C/1858L1)은 사진으로 처음 촬영된 혜성입니다.
1811년 대혜성(왼쪽)과 1858년 도나티 혜성(오른쪽)/(출처: 위키백과) 20세기 초에 가장 밝았던 혜성은 1910년 대혜성(C/1910A1)입니다.1910년 해리 혜성보다 3개월 먼저 나타난 이 혜성은 금성보다 밝고 낮에도 관측이 가능해서 한낮의 혜성(Daylightcomet)이라고도 불립니다.1965년 지곡-관혜성(Comet Ikeya-Seki, C/1965 S1)은 20세기 후반의 가장 밝은 혜성으로 태양 부근에서 3개로 분열되어 대략 0.75AU에 달하는 꼬리를 만듭니다.
1910년 대혜성(왼쪽)과 1965년 지곡-관혜성(오른쪽)/(출처: 위키백과) 지곡-관혜성은 크로이츠 혜성군(Kreutzsungrazer)의 일원입니다.크로이츠 혜성군은 큰 혜성이 태양에 매우 가까이 다가가 분열하면서 생긴 조각입니다.아리스토텔레스(Aristotle 384~322BC)가 관측한 기원전 371년 대혜성은 콜로이츠 혜성군의 모체로 보이며, 이 혜성은 분열되어 1106년, 1843년, 1882년 이케타니-관혜성 등에서 나타난 것으로 보입니다.
크로이츠 혜성군(출처: 위키백과) 1997년 헤일-밥 혜성(Comet Hale-Bopp, C/1995 O1)은 역사상 가장 많은 사람들에게 가장 오랫동안 관측된 혜성입니다.무려 18개월간 육안 관측이 가능했는데 이는 1811년 대혜성의 두 배에 달하는 기간입니다.
1997년 헤일-밥 혜성 (출처: 위키백과)