성간 방문자가 붉은 행성의 하늘을 밝히고 있습니다.

모든 ESA 우주선 중에서 두 대의 화성 궤도선이 이 희귀한 방문객을 가장 잘 볼 수 있었습니다. 10월 3일 화성에 가장 가까이 접근했을 때 혜성은 약 3천만km 떨어져 있었습니다.

두 궤도선 모두 온보드 카메라를 사용하여 혜성의 움직임을 추적했습니다. 이러한 장비는 일반적으로 화성의 밝은 표면을 불과 수백 킬로미터에서 수천 킬로미터 위까지 캡처하도록 설계되었으므로 이렇게 먼 거리에서 희미한 물체를 관찰하는 것은 큰 과제였습니다.

ExoMars TGO는 CaSSIS(Color and Stereo Surface Imaging System)를 사용하여 일련의 이미지를 성공적으로 기록했습니다. 아래 애니메이션에서 혜성 3I/ATLAS는 중앙 근처에서 아래로 표류하는 희미한 흰색 점으로 나타납니다. 그 작은 흐릿함은 혼수상태라고 불리는 빛나는 구름으로 둘러싸인 얼어붙은 암석 핵으로 구성된 혜성의 심장을 표시합니다.

혜성은 너무 멀리 떨어져 있었기 때문에 CaSSIS는 핵과 혼수상태를 분리할 수 없었습니다. 핵 자체를 탐지하는 것은 지구에서 달에 있는 휴대폰을 찾으려는 것과 같았을 것입니다.

그러나 혼수상태는 분명하게 보입니다. 수천 킬로미터에 걸쳐 뻗어 있는 이 별은 햇빛이 혜성을 따뜻하게 하여 형성되며, 핵 주위에 흐릿한 후광을 형성하는 가스와 먼지를 방출합니다.

CaSSIS는 혼수상태의 전체 범위를 측정할 수 없었습니다. 그 이유는 혼수상태의 밝기가 핵으로부터의 거리에 따라 급격히 사라지고 결국 배경 소음 속으로 사라지기 때문입니다.

일반적으로 혼수상태에서 나온 가스와 먼지는 혜성이 태양에 가까워질 때 수백만 킬로미터에 걸쳐 늘어날 수 있는 긴 꼬리를 만들기 위해 흘러나갑니다. 꼬리는 혼수상태보다 훨씬 어둡기 때문에 현재 이미지에는 나타나지 않지만 3I/ATLAS가 가열되고 더 많은 얼음을 흘리면 향후 관측에서 볼 수 있을 것입니다.

CaSSIS 카메라의 수석 연구원인 Nick Thomas는 “이것은 장비에 대한 매우 어려운 관찰이었습니다. 혜성은 우리의 일반적인 목표보다 약 10,000~100,000배 더 어둡습니다.”라고 말했습니다.

작업은 계속됩니다

지금까지 Mars Express 이미지에서는 3I/ATLAS가 감지되지 않았습니다. 한 가지 이유는 Mars Express가 최대 0.5초(최대 한도)의 노출만 사용할 수 있는 반면 ExoMars TGO는 5초 노출을 사용할 수 있기 때문입니다.

연구원들은 두 궤도선의 데이터를 계속 처리하고 있습니다. 그들은 희미한 신호를 강화하고 혜성을 탐지할 가능성을 높이기 위해 여러 개의 Mars Express 이미지를 결합할 계획입니다.

팀은 또한 Mars Express의 OMEGA 및 SPICAM 분광기와 ExoMars TGO의 NOMAD 장비를 사용하여 혜성의 빛 스펙트럼을 연구하려고 시도했습니다. 혼수상태와 꼬리가 과학자들이 혜성의 화학적 구성을 식별할 수 있을 만큼 충분히 밝았는지 여부는 여전히 불확실합니다.

앞으로 몇 주, 몇 달 동안 연구자들은 3I/ATLAS를 구성하는 물질과 그것이 태양에 가까워짐에 따라 어떻게 변하는 지에 대해 자세히 알아보기 위해 데이터를 계속 분석할 것입니다.

ESA의 Mars Express 및 ExoMars 프로젝트 과학자인 Colin Wilson은 다음과 같이 말했습니다. “화성 궤도선이 화성 과학에 계속해서 인상적인 기여를 하고 있지만, 그들이 이와 같은 예상치 못한 상황에 대응하는 모습을 보는 것은 언제나 더욱 흥미롭습니다. 추가 분석을 통해 데이터가 무엇을 밝혀낼지 기대됩니다.”

드문 방문객

태양계 외부에서 발생한 혜성 3I/ATLAS는 2017년 1I/’오무아무아, 2019년 2I/보리소프에 이어 세 번째 성간 혜성입니다.

이 혜성은 완전히 이질적입니다. 우리 태양계의 모든 행성, 달, 소행성, 혜성 및 생명체는 공통의 기원을 공유합니다. 그러나 성간 혜성은 우리보다 훨씬 더 먼 세계의 형성에 대한 단서를 운반하는 진정한 외부인입니다.

혜성 3I/ATLAS는 2025년 7월 1일 칠레의 Río Hurtado에 있는 소행성 지상충격 최후 경보 시스템(ATLAS) 망원경에 의해 처음 발견되었습니다. 그 이후로 천문학자들은 지상 망원경과 우주 망원경을 사용하여 진행 상황을 모니터링하고 이에 대해 더 많은 것을 발견했습니다.

그 궤적을 토대로 천문학자들은 3I/ATLAS가 지금까지 관측된 혜성 중 가장 오래된 혜성일 수 있다고 의심합니다. 이는 이미 46억년이 된 태양계보다 30억년 더 오래되었을 수 있습니다.

다음은 무엇입니까?

다음 달에는 Jupiter Icy Moons Explorer(Juice)를 이용해 혜성을 관찰할 예정입니다. Juice는 지난 주 화성 궤도선보다 3I/ATLAS에서 더 멀리 떨어져 있지만 태양에 가장 가까이 접근한 직후에 혜성을 보게 될 것입니다. 이는 혜성이 더 활동적인 상태에 있음을 의미합니다. 2026년 2월까지는 Juice의 관찰 데이터를 받을 수 없을 것으로 예상됩니다. FAQ에서 그 이유를 알아보세요.

3I/ATLAS와 같은 얼음 방랑자들은 더 넓은 은하계에 대한 드물고 확실한 연결을 제공합니다. 실제로 방문하는 것은 훨씬 더 큰 규모로 인류와 우주를 연결하는 것입니다. 이를 위해 ESA는 혜성 인터셉터 임무를 준비하고 있습니다.

혜성 인터셉터는 2029년에 주차 궤도로 발사될 예정이며, 그곳에서 적절한 목표(우리 태양계를 둘러싸고 있는 먼 오르트 구름의 깨끗한 혜성 또는 가능성은 낮지만 매우 매력적인 3I/ATLAS와 같은 성간 물체)를 기다릴 것입니다.

혜성 인터셉터 프로젝트 과학자인 Michael Kueppers는 다음과 같이 설명합니다. “2019년에 혜성 인터셉터가 선택되었을 때 우리는 성간 물체 하나만 알고 있었습니다. 바로 2017년에 발견된 1I/’Oumuamua입니다. 그 이후로 그러한 물체가 두 개 더 발견되어 모양이 매우 다양했습니다. 하나를 방문하면 그 특성을 이해하는 데 돌파구를 제공할 수 있습니다.”

혜성 인터셉터가 도달할 수 있는 성간 물체를 발견할 가능성은 여전히 ​​희박하지만, 우주에서 목표물을 기다리는 신속한 대응 임무의 첫 번째 시연으로서 이 신비한 방문자를 요격할 수 있는 미래 임무의 길잡이가 될 것입니다.