매년 8월 페르세우스자리 유성우, 12월 쌍둥이자리 유성우처럼 정해진 시기에 쏟아지는 별똥별. 유성우는 혜성이 남긴 먼지 조각을 지구가 통과하며 생기는 우주의 불꽃놀이입니다. 유성우의 과학적 원리와 관측 방법을 알아봅니다. 오늘은 본문에서 유성우의 정체와 기원, 밤하늘을 수놓는 별똥별의 비에 대해서 살펴보겠습니다.
혜성의 흔적을 지구가 가로지르다
2001년 11월 18일 밤, 하늘이 별똥별로 가득 찼다. 시간당 수천 개의 유성이 쏟아졌다. 사자자리 유성우 폭발이었다. 평소엔 시간당 10~20개 정도지만 이날은 달랐다. 유성우 폭풍이라 불릴 만했다. 하늘 전체가 빛의 선으로 긋졌다. 장관이었다. 1833년에도 같은 일이 있었다. 그때는 너무 많아서 눈송이처럼 보였다고 한다. 시간당 10만 개가 넘는 유성이 떨어졌다. 사람들은 세상의 종말이라 여겼다. 하지만 과학자들은 패턴을 발견했다. 33년마다 반복됐다. 우연이 아니었다. 유성우는 혜성과 관련이 있다. 혜성은 태양 주위를 도는 얼음과 먼지 덩어리다. 태양에 가까워지면 열로 얼음이 증발한다. 가스와 먼지를 뿜어낸다. 이게 꼬리를 만든다. 혜성이 지나간 궤도엔 먼지 조각이 남는다. 수백만 개의 작은 알갱이들이 궤도를 따라 흩어진다. 지구가 이 먼지 구름을 통과할 때 유성우가 일어난다. 먼지 알갱이가 대기권에 진입하며 불타는 것이다. 대부분은 모래알만 하다. 작지만 속도가 엄청나다. 초속 수십 킬로미터로 돌진한다. 대기와 마찰하며 3천 도 이상 뜨거워진다. 빛을 낸다. 우리가 보는 유성이다. 몇 초 만에 완전히 타서 사라진다. 지상에 닿는 건 거의 없다. 유성우는 매년 같은 시기에 온다. 지구 궤도가 정해져 있고, 혜성 먼지 궤도도 정해져 있기 때문이다. 매년 같은 시점에 만난다. 페르세우스자리 유성우는 8월, 오리온자리 유성우는 10월, 사자자리 유성우는 11월, 쌍둥이자리 유성우는 12월이다.
유성우의 정체와 기원
페르세우스자리 유성우는 가장 유명하다. 매년 8월 12~13일 극대기를 맞는다. 시간당 60~100개를 볼 수 있다. 모혜성은 스위프트-터틀 혜성이다. 133년 주기로 태양을 돈다. 1992년 마지막으로 지나갔다. 다음은 2126년이다. 하지만 혜성이 남긴 먼지는 계속 남아있다. 매년 8월 지구가 이 먼지 띠를 통과한다. 밝고 빠른 유성이 특징이다. 초속 59킬로미터로 돌진한다. 불덩이 같은 밝은 유성도 자주 보인다. 복사점은 페르세우스자리다. 모든 유성이 한 점에서 퍼져 나오는 것처럼 보인다. 착시다. 실제론 평행하게 날아오지만 원근감 때문에 한 점에서 나오는 것처럼 보인다. 기차선로가 멀리서 한 점으로 모이는 것과 같다. 쌍둥이자리 유성우는 12월 13~14일 극대기다. 가장 강력한 유성우 중 하나다. 시간당 120개까지 볼 수 있다. 모혜성은 파에톤 소행성이다. 엄밀히 말하면 혜성이 아니라 소행성이다. 하지만 혜성의 잔해로 추정된다. 혜성이 얼음을 다 잃고 암석 핵만 남은 것이다. 유성은 느리고 밝다. 초속 35킬로미터로 상대적으로 느리다. 노란빛을 띤다. 사자자리 유성우는 11월 17~18일이다. 33년마다 대폭발 한다. 템펠-터틀 혜성이 모혜성이다. 33년 주기로 태양계 안쪽으로 온다. 혜성이 올 때쯤 먼지가 가장 밀집돼 있다. 유성우 폭풍이 생긴다. 1833년, 1866년, 1966년, 1999년, 2001년에 폭풍이 있었다. 다음은 2030년대로 예상된다. 오리온자리 유성우는 10월 21일 극대기다. 할리 혜성이 모혜성이다. 유명한 혜성이다. 76년 주기로 돌아온다. 2061년에 다시 올 것이다. 흥미롭게도 할리 혜성은 두 개의 유성우를 만든다. 오리온자리 유성우와 5월의 물병자리 에타 유성우다. 혜성이 지나간 궤도를 지구가 두 번 가로지르기 때문이다. 유성은 빠르고 밝다. 초속 66킬로미터로 가장 빠른 축에 속한다. 사분의 자리 유성우는 1월 3~4일이다. 연초를 여는 유성우다. 시간당 120개까지 관측된다. 모천체는 2003 EH1 소행성이다. 이것도 사멸한 혜성으로 추정된다.
유성우 관측의 기술과 미래
유성우 관측은 어렵지 않다. 특별한 장비가 필요 없다. 맨눈이 최고다. 망원경은 시야가 좁아서 오히려 불리하다. 가장 중요한 건 어두운 곳을 찾는 것이다. 도시 불빛에서 멀어져야 한다. 달이 없는 밤이 좋다. 보름달이 뜨면 밝아서 희미한 유성이 안 보인다. 복사점 방향을 바라볼 필요는 없다. 하늘 전체에서 유성이 나타난다. 편한 자세로 누워서 하늘을 넓게 보는 게 좋다. 최소 30분은 관측해야 한다. 눈이 어둠에 적응하는 시간이 필요하다. 극대기 전후 며칠은 계속 볼 수 있다. 극대기가 낮이거나 날씨가 안 좋으면 전날이나 다음 날 시도한다. 새벽 2~3시가 최적이다. 지구가 궤도 앞쪽으로 돌진하는 방향이라 유성이 더 많다. 추우니 따뜻하게 입어야 한다. 겨울 유성우는 특히 춥다. 침낭과 핫팩을 준비한다. 휴대폰 불빛은 끈다. 눈의 어둠 적응을 방해한다. 카메라 촬영도 가능하다. 광각 렌즈로 하늘을 향해 장노출하면 된다. ISO 높이고, 조리개 최대로 열고, 30초씩 찍는다. 운이 좋으면 밝은 유성이 찍힌다. 유성우는 위험하지 않다. 먼지 알갱이가 땅에 닿는 일은 거의 없다. 대기권에서 다 타버린다. 인공위성에는 위협이 될 수 있다. 1993년 유럽 위성 올림푸스가 페르세우스자리 유성우에 맞아 손상됐다. 유성우 폭풍 때는 우주정거장도 자세를 조정해 피해를 최소화한다. 미래의 유성우도 예측 가능하다. 혜성 궤도를 알면 먼지 분포를 계산할 수 있다. 2028년 사자자리 유성우 폭풍이 예상된다. 2099년엔 드라코자리 유성우 대폭발이 올 수도 있다. 혜성이 새로 발견되면 새 유성우도 생길 수 있다. 유성우는 태양계의 역사를 보여준다. 혜성은 46억 년 전 태양계 형성 당시의 원시 물질을 간직하고 있다. 유성 먼지를 연구하면 태양계 초기 상태를 알 수 있다. 일부 유성은 회수되기도 한다. 남극 얼음에서 발견된다. 깨끗하게 보존돼 있다. 유성우는 매년 돌아오는 우주의 선물이다. 혜성이 남긴 흔적을 지구가 가로지르며 벌어지는 불꽃놀이다. 아무 장비 없이 누구나 즐길 수 있는 천문 현상이다. 다음 유성우를 기다린다.