Hubble & JWST, 대규모 관측 캠페인 시작

전례 없는 관측 캠페인

2025년 7월 21일, NASA의 Hubble 우주 망원경과 James Webb 우주 망원경(JWST)이 3I/ATLAS에 대한 통합적이고 집중적인 연구를 시작했습니다. 이는 성간 천체가 아직 태양에 접근하는 동안 수행된 가장 포괄적인 관측 캠페인을 기록했습니다.

늦게 발견된 이전 성간 방문자 1I/'Oumuamua와 2I/Borisov와 달리, 3I/ATLAS는 세계 최고의 우주 천문대로 상세한 관측 계획을 수립할 수 있을 만큼 충분히 일찍 발견되었습니다.

Hubble의 핵 크기 추정

Hubble의 고해상도 이미징은 3I/ATLAS 핵의 크기에 대한 최초의 추정치를 제공했습니다. 밝은 코마에서 핵을 분리하는 과제에도 불구하고, Hubble 관측은 다음을 시사합니다:

"혜성의 활발한 코마는 핵을 정밀하게 측정하는 것을 어렵게 만듭니다," David Jewitt 박사 수석 연구원이 설명했습니다. "그러나 우리의 최선의 추정치는 2I/Borisov와 비슷한 비교적 작은 핵을 시사합니다."

JWST의 화학 조성 공개

James Webb 우주 망원경의 강력한 적외선 기기가 3I/ATLAS의 코마에서 여러 분자를 감지하여 특이한 조성을 밝혀냈습니다:

• 이산화탄소(CO₂): 극도로 풍부 - 태양계 혜성에 비해 비정상적으로 높음
• 물 얼음과 증기(H₂O): 존재하지만 상대적으로 적은 양
• 일산화탄소(CO): 중간 수준에서 감지됨
• 카르보닐 황화물(OCS): 미량 감지됨

CO₂가 지배적인 조성은 특히 흥미롭습니다. 대부분의 태양계 혜성은 물이 지배적이므로, 3I/ATLAS의 화학은 상당히 특이하며 모항성계의 다른 형성 조건을 시사합니다.

거대한 CO₂ 코마

JWST와 NASA의 SPHEREx 임무가 3I/ATLAS의 이산화탄소 코마 범위를 매핑하여 직경 약 700,000 km까지 확장되는 것을 발견했습니다 - 지구와 달 사이 거리의 거의 두 배입니다!

가시 코마(먼지와 가스 결합)는 약 26,400 × 24,700 km를 측정하며, 지구 직경의 약 두 배입니다. 이 광범위한 대기는 혜성의 핵이 태양에 접근하면서 가열되어 얼음이 우주로 승화하면서 생성되고 있습니다.

회전 주기 결정

여러 밤에 걸쳐 밝기 변화를 모니터링하여 천문학자들은 3I/ATLAS의 회전 주기를 16.16 ± 0.01시간으로 결정했습니다. 이 회전은 불규칙한 모양의 핵의 다른 부분이 햇빛을 반사하면서 혜성의 밝기가 약간 변하게 합니다.

이전 성간 방문자와의 비교

3I/ATLAS는 이전 성간 방문자들과 뚜렷한 대조를 제공하고 있습니다:

• 1I/'Oumuamua: 가시적인 코마나 꼬리를 보이지 않았고 조성이 불확실하며 떠나는 중에 발견됨
• 2I/Borisov: 태양계 혜성처럼 물이 지배적인 조성, 근일점 약 3개월 전에 발견됨
• 3I/ATLAS: CO₂가 지배적인 조성, 근일점 약 4개월 전에 발견되어 연구할 시간이 가장 많음

VLT의 분광 데이터 추가

우주 망원경 관측을 보완하여 칠레의 초대형 망원경(VLT)이 상세한 분광 데이터를 얻어 다음을 감지했습니다:

• 시안화 가스(CN): 혜성 코마에서 흔하며 활발한 가스 분출을 확인
• 원자 니켈(Ni I): 드물지만 일부 태양계 혜성에서 감지됨

이러한 분자들이 태양계 혜성과 유사한 농도로 존재한다는 것은 성간 기원에도 불구하고 3I/ATLAS가 우리 태양 주변에서 형성된 혜성과 근본적인 유사성을 공유함을 시사합니다.

진행 중인 관측

Hubble과 JWST는 모두 3I/ATLAS의 통과 전반에 걸쳐 계속 모니터링할 것이며, 2025년 10월 말 근일점 주변에 추가 관측이 계획되어 있습니다. 이러한 관측은 혜성이 태양에 가까워지면서 혜성의 활동이 어떻게 진화하는지 추적할 것입니다.

"우리는 다른 항성계의 혜성이 우리 태양에 어떻게 반응하는지 목격하고 있습니다," JWST 부 프로젝트 과학자 Stefanie Milam 박사가 말했습니다. "우리가 얻는 모든 스펙트럼은 우리 자신의 것을 넘어선 행성계 형성에 대한 새로운 단서를 제공합니다."