성간 혜성 3I/ATLAS가 "우주 소화전"처럼 물을 분출하다

성간 방문자로부터의 첫 명확한 물 검출

NASA의 Neil Gehrels Swift Observatory를 사용하여, Auburn University 연구원들이 이끄는 팀이 획기적인 발견을 했습니다: 성간 혜성 3I/ATLAS가 초당 약 40킬로그램이라는 놀라운 속도로 물을 잃고 있습니다—연구팀에 따르면 "최대 출력으로 작동하는 소화전"에 해당합니다.

2025년 9월 30일 The Astrophysical Journal Letters에 발표된 이 연구는 과학자들이 우리 태양계 밖에서 온 물체로부터 물의 화학적 지문을 검출한 첫 번째 사례를 기록합니다. 관측은 2025년 7월과 8월에 이루어졌으며, 당시 혜성은 태양으로부터 2.9천문단위(AU) 떨어진 곳에 있었습니다—물 얼음이 일반적으로 증발하는 거리를 훨씬 넘어선 위치입니다.

전례 없는 활동 수준

Swift 망원경은 하이드록실(OH)의 희미한 자외선 빛을 감지했습니다—이는 태양빛이 물 분자를 분해할 때 생성되는 분자 조각입니다. 이 섬세한 신호를 포착하기 위해, 천문학자들은 2시간 이상의 자외선 관측과 40분의 가시광선 데이터를 결합하여 수십 개의 3분 노출을 겹쳐놓았습니다.

연구원들을 놀라게 한 것은 혜성 활동의 정도였습니다. 물 유출 속도를 기반으로, 팀은 3I/ATLAS 표면의 최소 8%가 물질을 활발하게 방출하고 있다고 추정합니다—이는 태양계 자체 혜성에서 일반적으로 보이는 3-5%에 비해 놀랍게 큰 비율입니다.

"얼음 파편 구름" 메커니즘

태양에서 이렇게 먼 거리에서의 높은 수준의 물 활동은 연구원들로 하여금 새로운 메커니즘을 제안하게 했습니다. 혜성의 얼어붙은 표면에서 직접 물이 승화하는 것이 아니라, 팀은 물 증기가 코마—핵을 둘러싼 가스와 먼지의 구름—에 떠 있는 얼음 덩어리에서 나온다고 믿고 있습니다.

Gemini South와 NASA의 Infrared Telescope Facility의 근적외선 관측이 이 이론을 뒷받침하며, 코마에 떠다니는 얼음 덩어리의 흔적을 드러냅니다. 태양빛에 노출되면, 이 파편들이 데워져 물 증기를 방출합니다—우주에서 소형 증기 통풍구처럼 작동합니다—주 핵은 표면 얼음이 직접 승화하기에는 여전히 너무 차가운 상태임에도 불구하고 말입니다.

성간 혜성 과학을 다시 쓰다

"지금까지의 모든 성간 혜성은 놀라움이었습니다"라고 연구를 주도한 Auburn University의 박사후 연구원 Zexi Xing이 말했습니다. "'Oumuamua는 건조했고, Borisov는 일산화탄소가 풍부했으며, 이제 ATLAS는 우리가 예상하지 못했던 거리에서 물을 내놓고 있습니다."

"각각은 별 주위에서 행성과 혜성이 어떻게 형성되는지에 대해 우리가 알고 있다고 생각했던 것을 다시 쓰고 있습니다."

언론 반응과 과학적 영향

이 발견은 주요 과학 출판물과 뉴스 매체에서 광범위한 보도를 받았습니다. WIRED 잡지는 이 발견이 외계 항성계에 대한 우리의 이해에 어떻게 도전하는지 강조했으며, Live Science는 이 발견이 태양계 너머의 행성 형성에 대해 "우리가 알고 있다고 생각했던 것을 다시 쓰고 있다"고 강조했습니다.

발표 시기—ESA의 화성 궤도선들이 혜성의 전례 없는 근접 이미지를 포착한 지 며칠 후—는 과학적 관심의 완벽한 폭풍을 만들어냈습니다. 다양한 관점에서의 여러 우주선 관측이 이 놀라운 성간 방문자의 포괄적인 그림을 제공하고 있습니다.

천체생물학에 대한 의미

성간 혜성에서 물을 검출한 것은 생명의 구성 요소가 은하 전체에 어떻게 분포되어 있는지에 대한 우리의 이해에 깊은 의미를 갖습니다. 물은 우리가 아는 생명에 필수적인 것으로 여겨지며, 다른 항성계에서 온 물체에서 이를 발견한 것은 생명에 필요한 화학적 재료가 우리 태양계 이웃을 훨씬 넘어 존재함을 확인합니다.

"이 발견은 물—그리고 잠재적으로 다른 유기 화합물—이 은하수 전체의 행성계에서 흔한 특징임을 알려줍니다"라고 Bodewits 박사가 설명했습니다. "생명의 조건을 만드는 화학 과정은 보편적인 현상일 수 있습니다."

지속적인 관측

7월과 8월에 이러한 관측을 한 이후, 3I/ATLAS는 2025년 10월 29일 근일점(태양에 가장 가까운 지점)을 향한 여정을 계속했습니다. 혜성은 태양에 대한 위치로 인해 Swift의 시야에서 사라졌지만, 10월 초 ESA의 화성 궤도선들에 의해 다시 발견되었으며 화성에서 약 3천만 킬로미터 떨어진 곳을 지나갔습니다.

ESA는 2025년 11월 Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) 우주선의 추가 관측으로 성간 방문자를 계속 추적할 계획입니다. JUICE는 혜성이 가장 활동적일 것으로 예상되는 태양에 가장 가까이 접근한 직후 혜성을 관측할 것입니다. 그러나 JUICE가 현재 태양 반대편에 위치하고 더 느린 백업 안테나를 사용하고 있기 때문에, 과학자들은 2026년 2월까지 혜성 관측 데이터를 받지 못할 것으로 예상합니다.