새로운 분석에 따르면 성간 혜성 3I/아틀라스는 약 100억~120억년 전으로 거슬러 올라가 매우 오래되었을 수 있습니다. 네이처(Nature) 저널에 발표된 연구에 따르면, 그 독특한 구성은 지금까지 태양계에서 관찰된 다른 물질과 다릅니다.
미국 메릴랜드 주 그린벨트에 위치한 NASA 고다드 우주 비행 센터의 행성 과학자이자 천문학자인 마틴 코르디너(Martin Cordiner)는 이 천체가 아마도 우리 항성계를 통과한 것으로 기록된 가장 오래된 물체일 것이라고 설명했습니다. Cordiner는 이 최근 연구에 참여한 주요 연구원 중 한 명입니다.
3I/Atlas의 특이한 화학적 조성에 대한 발견
연구에 따르면 혜성 3I/아틀라스는 기온이 섭씨 영하 243도에 이르는 매우 추운 환경에서 발생했다고 합니다. 이 시나리오는 약 45억년 전에 지구와 태양계의 다른 천체가 형성되는 동안 지배적인 조건과는 상당히 다릅니다.
직경이 2.6km로 추정되는 이 천체는 아직 조사 중인 메커니즘에 의해 원래 행성계에서 방출된 후 엄청난 거리를 횡단했습니다.
코디너는 “우리는 이전에 3I/아틀라스의 특성을 지닌 천체를 관찰한 적이 없었다”며 이번 발견의 독특함을 강조했다.
그 특성을 조사하기 위해 연구원들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 혜성에 존재하는 동위원소(수소 및 탄소와 같은 화학 원소의 변형)의 비율을 측정했습니다.
수소 동위원소의 비율은 3I/Atlas가 형성된 원시 환경의 온도와 방사선 수준을 나타내는 지표로 사용되었습니다. 탄소 동위원소는 혜성과 그 호스트 행성계를 탄생시킨 성간 가스 구름의 구성에 대한 귀중한 통찰력을 제공했습니다.
놀랍게도, 혜성의 물에는 우리 태양계 궤도를 도는 혜성에서 발견되는 것보다 약 30배 더 높은 중수소(수소의 동위원소) 농도가 있었습니다. 결과적으로 탄소 동위원소의 비율은 우리 시스템의 물체와 성간 구름 및 근처의 원시 행성 원반에서 발견된 것과 크게 달랐습니다. 이 독특한 구성은 우주의 초기 상태와 우리와는 완전히 다른 환경에서의 행성 형성에 대한 단서를 제공하는 진정한 “타임 캡슐”로 확립되었습니다.
Cordiner는 3I/Atlas가 다른 먼 별 주변에서 발생한 행성 형성 과정의 잔재일 가능성이 가장 높다고 제안했습니다.
“제임스 웹 망원경에서 얻은 정보는 3I/Atlas 호스트 행성계의 원래 환경이 우리 태양계와 매우 달랐음을 나타냅니다.”라고 Cordiner는 설명했습니다. 그는 이 지역이 “아마도 더 추웠을 것이고, 금속 함량도 낮았으며, 자외선과 우주선으로부터 더 강한 방사선을 받기 쉬웠을 것”이라고 덧붙였습니다.
Comet 3I/Atlas는 탄소, 수소, 질소, 산소 및 황과 같은 필수 요소를 포함하는 유기 분자가 풍부하다는 점에서 두드러집니다. Cordiner에 따르면, 이 특징은 “우리가 알고 있는 생명의 발달에 중요한 휘발성 구성 요소가 춥고 먼 곳에서 기원했음에도 불구하고 멀리 떨어져 있는 행성 원반 형성에 풍부하다는 것을 보여줍니다.”
혜성 3I/아틀라스의 형성 연대기
3I/Atlas의 탄소 구성을 분석한 결과, 3I/Atlas의 형성은 약 120억년 전, 즉 모은하에서 거대한 별 형성 활동이 활발했던 시기에 이루어졌음을 시사합니다. 맥락에 맞게 말하자면, 우주는 약 138억년 전 빅뱅으로 시작되었습니다.
연구자들은 혜성이 은하수에서 형성되었을 수 있다고 생각하지만, 그 나이가 너무 많다고 해서 다른 은하계에서 기원했을 가능성도 배제할 수는 없습니다.
“나는 은하 사이의 거리가 지나치게 크다고 믿었지만 실제로 고속 성간 물체는 마젤란 구름과 같은 이웃 은하에서 단 10억 년 만에 우리 시스템에 도달할 수 있습니다.”라고 Cordiner는 말했습니다.
혜성 3I/아틀라스는 행성과의 강렬한 중력 상호 작용으로 인해 원래 항성계에서 추방되었을 수 있지만, 충돌 가설도 가능한 메커니즘으로 평가됩니다.
이전에는 2017년에 발견된 혜성 1I/’오무아무아(Oumuamua)와 2019년에 발견된 2I/보리소프(2I/Borisov)라는 두 개의 다른 성간 물체가 우리 태양계를 통과하는 것으로 확인되었습니다.
현재 3I/Atlas는 토성의 궤도를 향해 가고 있습니다. 2029년에는 명왕성의 궤도를 뛰어넘고, 2035년쯤에는 태양계 외곽 경계를 넘어 계속해서 여행할 것이라는 예측이 나온다.
3I/Atlas를 외계 우주선과 연관시키는 음모론이 확산되고 있음에도 불구하고 과학자들은 그것이 자연 물체라고 확신하고 있습니다.
“과학계는 새로운 이해를 받아들이는 반면, 우리는 모든 가설에 대한 증거를 평가하는 데 극도의 주의를 기울입니다.”라고 Cordiner는 말했습니다. 그는 “이 특별한 경우에는 혜성과 같은 특성을 가진 물체의 관찰을 가리키는 증거가 처음부터 명확했으며, 이 해석은 후속 관찰에 의해 일관되게 검증되었습니다”라고 결론지었습니다.