밝은 꼬리를 끌며 하늘을 가로지르는 혜성과 조용히 태양을 도는 소행성. 둘 다 태양계 형성 초기의 잔해지만 구성 성분과 궤도, 그리고 지구에 미치는 영향이 완전히 다릅니다. 혜성과 소행성의 차이와 특성을 알아봅니다. 오늘은 혜성과 소행성, 꼬리 달린 별과 우주의 바위에 대해서 살펴보겠습니다.
태양계 탄생의 두 증인
1994년 7월, 슈메이커-레비 9 혜성이 목성에 충돌했다. 21개 조각으로 부서진 혜성이 일주일에 걸쳐 연속 충돌했다. 폭발 흔적이 지구만 했다. 인류가 목격한 최대 천체 충돌이었다. 만약 지구에 떨어졌다면 문명이 끝났을 것이다. 2013년 2월, 러시아 첼랴빈스크 상공에서 소행성이 폭발했다. 지름 17미터, 1만 톤짜리 바위였다. 대기권 진입하며 히로시마 원폭의 30배 에너지를 방출했다. 충격파로 건물 유리창 수천 개가 깨졌다. 1,500명이 다쳤다. 아무도 예측하지 못했다. 혜성과 소행성. 둘 다 우주를 떠도는 천체다. 하지만 완전히 다르다. 가장 큰 차이는 구성 성분이다. 혜성은 얼음과 먼지 덩어리다. 더러운 눈덩이라 부른다. 물 얼음, 이산화탄소 얼음, 메탄 얼음에 먼지와 암석 조각이 섞여 있다. 태양계 바깥쪽에서 형성됐다. 차갑기 때문에 휘발성 물질이 얼음으로 남았다. 소행성은 암석과 금속 덩어리다. 주로 규산염 광물로 이뤄졌다. 일부는 철과 니켈 금속이다. 태양계 안쪽에서 형성됐다. 뜨거워서 얼음이 증발하고 암석만 남았다. 크기도 다양하다. 소행성은 수 미터부터 수백 킬로미터까지 있다. 가장 큰 소행성 세레스는 지름 940킬로미터다. 왜소 행성으로 분류된다. 혜성은 보통 수 킬로미터다. 핵은 작다. 하지만 꼬리가 수백만 킬로미터까지 뻗친다. 궤도가 결정적 차이다. 대부분 소행성은 화성과 목성 사이 소행성대에 있다. 거의 원형 궤도로 태양을 돈다. 행성 궤도면과 비슷하다. 혜성은 타원 궤도다. 아주 긴 타원이다. 태양에 가까이 왔다가 멀리 간다. 어떤 혜성은 수천 년 주기다.
혜성의 꼬리와 소행성대의 비밀
혜성의 가장 극적인 특징은 꼬리다. 태양에 가까워지면 얼음이 증발한다. 승화라 부른다. 고체에서 바로 기체로 변한다. 가스와 먼지를 뿜어낸다. 코마가 형성된다. 핵을 둘러싼 거대한 가스 구름이다. 지름 수만 킬로미터에 달한다. 꼬리는 두 종류다. 이온 꼬리와 먼지 꼬리다. 이온 꼬리는 푸르스름하다. 태양풍이 이온을 밀어낸다. 항상 태양 반대 방향을 가리킨다. 직선이다. 먼지 꼬리는 희고 넓다. 햇빛 압력으로 먼지가 밀린다. 약간 휜다. 혜성이 태양계 궤도 운동과 반대 방향으로 움직일 때 꼬리가 앞을 향할 수 있다. 멀어지며 얼음이 다시 얼고 꼬리가 사라진다. 소행성은 꼬리가 없다. 얼음이 없기 때문이다. 하지만 예외가 있다. 파에톤 소행성은 태양에 가까워지면 나트륨 가스를 방출한다. 혜성처럼 행동한다. 사실 죽은 혜성으로 추정된다. 소행성대는 화성과 목성 사이에 있다. 수백만 개의 소행성이 모여 있다. 하지만 빈 공간이 많다. 서로 멀리 떨어져 있다. 총 질량은 달보다 작다. 원래는 행성이 될 예정이었다. 하지만 목성 중력이 방해했다. 조각들이 합쳐지지 못하고 흩어졌다. 근지구 소행성도 있다. 지구 궤도 근처를 지나는 소행성이다. 충돌 위험이 있다. NASA는 2만 개 이상을 추적한다. 지름 140미터 이상은 모두 찾는 게 목표다. 혜성은 두 곳에서 온다. 단주기 혜성은 카이퍼 벨트에서 온다. 해왕성 너머 50억 킬로미터 지점이다. 명왕성도 여기 있다. 수십억 개의 얼음 천체가 모여 있다. 궤도가 교란되면 안쪽으로 떨어진다. 주기가 200년 이하다. 할리 혜성이 대표적이다. 76년 주기다. 장주기 혜성은 오르트 구름에서 온다. 태양계 가장 바깥쪽이다. 1광년 거리까지 퍼져 있다. 수조 개의 얼음 덩어리가 있다. 주기가 수천 년 이상이다. 한 번 보면 다시 못 본다. 헤일-밥 혜성은 2,500년 주기다.
공룡을 멸종시킨 건 무엇인가
6,600만 년 전, 거대한 천체가 멕시코 유카탄 반도에 충돌했다. 지름 10킬로미터였다. 히로시마 원폭 10억 개 에너지였다. 충돌 분화구는 지름 180킬로미터다. 먼지가 하늘을 뒤덮었다. 햇빛이 차단됐다. 기온이 급락했다. 식물이 죽었다. 먹이 사슬이 무너졌다. 공룡을 포함한 생물 75퍼센트가 멸종했다. 이 천체는 무엇이었을까. 소행성이다. 혜성이 아니다. 분석 결과 탄소질 콘드라이트 소행성으로 밝혀졌다. 혜성이었다면 흔적이 달랐을 것이다. 현재도 위협은 계속된다. 2029년 4월 13일, 아포피스 소행성이 지구를 스쳐 지나간다. 지름 340미터다. 3만 킬로미터 거리까지 접근한다. 정지궤도 위성보다 가깝다. 충돌하진 않는다. 하지만 아찔하다. 행성 방어가 중요해졌다. NASA는 2022년 DART 미션을 성공시켰다. 소행성 디모르포스에 탐사선을 충돌시켰다. 궤도가 바뀌었다. 충돌 회피 기술을 검증했다. 유럽은 헤라 탐사선을 보냈다. 충돌 결과를 분석한다. 중국도 소행성 방어 계획을 세웠다. 혜성과 소행성은 과학적으로 귀중하다. 태양계 형성 당시의 원시 물질을 간직하고 있다. 46억 년 전 모습이다. 연구하면 태양계 기원을 알 수 있다. 생명의 기원과도 관련 있다. 혜성이 지구에 물을 가져왔다는 가설이 있다. 지구 물의 상당량이 혜성 충돌로 공급됐을 수 있다. 유기물도 실어 날랐다. 생명의 재료가 우주에서 왔을 가능성이다. 하야부사 2는 소행성 류구에서 샘플을 가져왔다. 분석 결과 아미노산이 발견됐다. 생명의 구성 요소다. 지구 생명이 외계 기원일 수 있다는 증거다. 소행성 채굴도 주목받는다. 금속 소행성엔 백금족 금속이 풍부하다. 한 소행성의 가치가 수조 달러다. 기술만 확보되면 자원 혁명이다. 우주 경제의 시작이다. 혜성과 소행성. 하나는 얼음, 하나는 바위다. 하나는 꼬리를 끌고, 하나는 조용하다. 하지만 둘 다 태양계 역사의 증인이다. 인류 미래에도 영향을 미칠 것이다. 위협이자 기회다. 이해하고 대비해야 한다.