아이손 혜성

아이손 혜성 (C/2012 S1)
발견
발견자 비탈리 넵스키
아르티옴 노비쵸노크
아이손-키슬로보스크, 러시아
0.4미터 반사망원경 사용
(관측소 코드 D00)[1]
궤도 성질
근일점(q) 0.01244 AU (q)[2]
주기(P) ~400,000년
쌍곡선 궤도 (역기점 2050)[3]
궤도 이심률(e) 0.9999947[2]
1.0002 (역기점 2050)[3]
물리적 성질
절대등급 +6

아이손 혜성(영어: Comet ISON), 또는 공식 명칭 C/2012 S1은 2012년 9월 21일 비탈리 넵스키(Виталий Невский, 비테브스크, 벨로루시) 및 아르티옴 노비쵸노크 (Артём Новичонок, 콘도포가, 러시아)에 의해 발견된 선그레이징 혜성이다.[4] 혜성은 키슬로보스크의 국제 과학 광학 네트워크의 0.4미터 반사 망원경으로 발견되었다.[1] 데이터 처리는 자동화된 소행성 탐색 프로그램 CoLiTec에 의해 처리되었다.[5] 2011년 12월 28일 레몬산 천문대에서 촬영한 사진 및 2012년 1월 28일 판스타스에 의해 발견된 사진도 포함되었다.[6] 후속 관측은 2012년 9월 22일 Remanzacco 천문대 팀이 iTelescope 네트워크를 사용하여 이루어졌다.[1][7] 발견은 소행성 센터에 의해 9월 24일 공표되었다.[6] 스위프트(SWIFT)에 의한 관측에서는 혜성의 핵이 직경 약 5km일 것으로 예측되었다.[8] 이후 핵의 크기는 직경이 겨우 2km 정도일 것으로 예측되었다.[9] 화성정찰위성(MRO)의 관측에서는 핵의 크기가 800미터 이하일 것으로 예측했다.[10]

아이손 혜성은 2013년 11월 28일 근일점 통과 당시, 처음에 태양의 열과 조석력에 의해 분해되었을 것으로 추측되었다.[11][12] 그러나, 그날 미국 항공 우주국에서 시행하는 프로그램이었던 CIOC(아이손 혜성 관측 캠페인; Comet ISON Observing Campaign) 팀의 구성원들이 코마와 비슷한 형태를 발견하여, 작은 파편이 근일점에서 생존했을 가능성을 보였다.[11][12][13][14][15] 협정세계시 기준 2013년 11월 29일, 이 혜성의 밝기는 +5등성 이하로 어두워졌다.[16] 2013년 11월 30일에는 +7등성 이하로 떨어졌다.[17] 12월 1일에는 소호 태양 관측 위성의 관측 영역을 벗어나면서, 더 어두워졌다.[18][19] 12월 2일, CIOC 멤버들은 마침내 아이손 혜성이 모두 분해되었다고 발표했으나,[20] NASA에서는 비활성화된 아이손 혜성의 잔해가 남아 있을 가능성을 계속 조사하고 있다.[21] 12월 18일, 허블 우주 망원경은 파편 관측에 실패했다.[22] 관측은 +25등성이 한계였으며, +25등성은 혜성의 파편 크기가 직경 160미터 이상일 때의 밝기이다. 즉, 아이손 혜성의 잔해가 계속 존재한다면, 그 크기는 160미터 이하일 것으로 추정된다. 2014년 1월 5일경, 호세 프란시스코 헤르난데스(Jose Francisco Hernandez)가 아이손 혜성의 잔해로 보이는 사진을 촬영했다.[23]

아이손 혜성은 1973년~1974년에 대혜성이 될 것이라 기대되었던 코후테크 혜성과 종종 비교되는데, 코후테크 혜성 역시 예측이 빗나가 결국 흐지부지되고 말았다.

궤도

아이손 혜성은 2013년 11월 28일 태양 중심으로부터 0.0124AU (약 186만 km) 떨어진 지점(근일점)을 통과했다.[2] 태양의 반지름을 고려하면, 아이손 혜성은 태양 표면으로부터 116만 5천 km 떨어진 지점을 통과한 셈이 된다.[24] 궤도 특성은 쌍곡선 궤도이며, 때문에 이 혜성은 오르트 구름에서 갓 만들어진 새로운 혜성일 것으로 보인다.[25][26] 근일점 부근의 태양-혜성 이체 문제의 궤도 해답에서, 이 혜성의 주기는 약 400,000년일 것으로 추측되었다.[27] 허나, 이 혜성이 매우 높은 이심률을 가지고 있음에도 불구하고, 태양의 중심 좌표는 일심좌표에 비해 훨씬 안정하다.[28] 장주기 혜성의 주기는 보통 혜성의 접촉 궤도가 혜성이 태양계의 중심을 떠나고 난 이후 계산될 때, 같이 계산된다. NASA의 제트추진연구소의 호라이즌 시스템을 사용한 결과, 2050년 1월 1일 역기점에서 쌍곡선 궤도의 해답을 내놓았다.[3] 아이손 혜성은 2013년 10월 1일 화성으로부터 0.07248AU 떨어진 지점을 통과했고, 2013년 12월 26일 지구로부터 0.43AU 떨어진 곳을 통과했다.[29]

발견 후 얼마 되지 않아서, 아이손 혜성과 1680년 대혜성의 궤도 요소가 놀랄 정도로 비슷하여, 두 혜성의 상관관계가 있을 것으로 보였다.[30] 그러나 이후 관측에서, 두 혜성은 서로 상관이 없는 것으로 밝혀졌다.[31]

지구는 2014년 1월 14일~15일에 아이손 혜성의 궤도 부근을 지났고, 궤도에 있는 작은 혜성 먼지 입자들이 유성우 또는 야광운을 일으킬 수 있을 것이라 생각되었으나,[32][33] 두 사건은 매우 불확실하다. 왜냐하면 지구는 단지 아이손 혜성의 궤도 부근을 통과하고, 꼬리를 직접적으로 통과하지 않기 때문에, 유성우가 일어날 가능성이 극히 낮기 때문이다.[34] 게다가 단 한 번 태양계를 방문하는 비주기 혜성이 지구에 유성우를 일으킨 경우는 매우 희귀하다.[35] 또한 야광운이 발생한 가능성도 마찬가지로 매우 낮다. 또한 과거에 같은 상황이 왔을 때도 이러한 경우는 일어나지 않았다.[35]

근일점을 통과한 후인 2013년 12월 11일의 C/2012 S1의 궤도
C/2012 S1이 지나갈 가상 궤도 시뮬레이션

밝기, 관측, 그리고 가시성

2012년 12월 ~ 2013년 10월의 아이손 혜성의 예상 경로. 쌍둥이자리, 게자리, 사자자리를 통과한다.

발견 당시, 아이손 혜성의 밝기는 +18.8등성 정도였고, 이는 육안으로 보기에는 매우 어두웠지만, 아마추어 천문가들이 대형 망원경으로 사진을 촬영할 수 있는 정도였다.[36][37] 그러고 나서 이 혜성은 보통의 대부분의 혜성처럼 밝기가 점점 증가하는 패턴을 보였다.

적어도 수십 기의 탐사선이 아이손 혜성을 촬영했다.[21] 이것은 처음에 스위프트 감마선 관측 위성에 의해 촬영되었고, 이후 딥 임팩트 탐사선이 2013년 1월 및 2월에 촬영했으며, 이때부터 꼬리가 보이기 시작했다. 2013년 4월 및 5월에 허블 우주 망원경이 아이손 혜성을 관측하여, 아이손 혜성의 크기, 색깔, 범위, 그리고 방출된 먼지의 분극을 측정했다. 6월에는 스피처 우주 망원경이 아이손 혜성을 관측하였고, 혜성으로부터 이산화탄소가 하루에 1000 톤 정도 방출되고 있을 것으로 추측했다.[38] 2013년 6월 5일부터 8월 29일까지 아이손 혜성의 이각은 태양으로부터 30도 미만이었다.[39] 어떠한 회전 변이성도 위의 4가지 우주 망원경에 의해 관측되지 않았다. 아마추어 천문가인 브루스 게리(Bruce Gary)는 2013년 8월 12일, 아이손 혜성이 지평선으로부터 6도 떨어져 있고, 태양으로부터의 이각이 19도일 때 재발견하였다.[40] 이 혜성의 밝아지는 속도가 예상보다 느려졌기 때문에, 2013년 10월 초까지만 해도 이 혜성은 소형 망원경으로만 볼 수 있었다.[41]

스테레오-B COR2 화상에서 아이손 혜성이 근일점 통과 ~7시간 후 다시 나타나고 있다.

2013년 10월 1일, 아이손 혜성은 화성으로부터 0.07248 AU 떨어진 곳을 통과했다. 9월 29일부터 10월 2일까지, 화성 정찰 위성(MRO)이 아이손 혜성을 발견했다.[42] 두 대의 스테레오(STEREO) 관측 위성이 10월 둘째주부터 아이손 혜성을 관측하기 시작했다.[43] 2013년 10월 아이손 혜성의 이미지로부터 혜성이 녹색으로 빛나기 시작했으며, 시아노겐 및 이원자 탄소(C2)를 방출하고 있음을 보여 주었다.[44] 2013년 10월 31일, 아이손 혜성은 10×50 규격 쌍안경으로 보이기 시작했다.[45]

2013년 11월 14일, 일부 천문가들에 의해 어두운 곳에서 아이손 혜성이 육안으로 보이기 시작했다고 보고되었다.[46] 그것은 같은 시기 육안으로 보이기 시작한 혜성인 C/2013 R1과 비슷한 형태로 보였다. 아이손 혜성은 11월 중순까지 +6등성 이하로 빛났으며,[39][47] 게다가 +4등성으로 밝아질 때까지 대중에 의해 관측될 수 있으리라고 생각되지 않았다.[41] 11월 17일에서 18일에 아이손 혜성이 밝아지기 시작했을 때, 이 혜성은 이때부터 비로소 많은 사람들에 의해 육안으로 보이기 시작했으며, 처녀자리의 스피카 부근을 지났다.[48] 그러나 보름달과 새벽의 여명에 의해, 아이손 혜성은 광학적 도움 없이 대중이 쉽게 볼 수는 없었다. 11월 22일, 아이손 혜성은 수성보다 낮게 뜨기 시작했다.[49] 소호 태양 관측 위성은 11월 27일부터 LASCO 장비로 관측을 시작했다.[43][50] 11월 27일, 이 혜성은 -2등성으로 밝아졌고,[note 1][51] 전갈자리 델타 부근을 지났다.[52] 11월 28일 근일점 통과 때, 만약 그것이 온전히 살아남았다면 극도로 밝아졌을 것이다. 그러나 혜성의 밝기를 예측하는 것은 매우 어려우며, 특히 태양에 가까이 다가갈 때의 예측은 더더욱 어렵다. 처음에, 언론에서는 이 혜성이 -17등성, 즉 보름달보다 60배 더 밝아질 것으로 기대했지만,[25][26] 이후의 더 많은 관측 데이터로 계산한 결과, 아이손 혜성은 겨우 -3등성에서-5 등성 정도, 즉 금성의 밝기 정도로 밝아질 것으로 예상되었다.[47][53] 그와 비교하여, 1935년 이후 가장 밝은 혜성은 1965년의 이케야-세키 혜성으로, 최대밝기 -10등성을 기록한 혜성이다.[54] 2013년 11월 29일, 이 혜성은 +5등성 이하로 어두워졌다.[16] 2013년 11월 30일이 지날 때쯤, 이 혜성의 밝기는 +7등성 이하로 더욱 어두워졌다.[17]

2013년 4월 10일 허블 우주 망원경이 촬영한 목성 궤도 부근의 아이손 혜성[55]. 코마 모델 포함

2013년 2월의 연구에서, 총 1,897개의 관측 데이터가 광도 곡선을 산출하는 데 쓰였다. 산출된 광도 곡선에서 아이손 혜성은 보통의 선그레이징 혜성처럼 광도가 증가하는 형태를 띠었다.[56] 만약 초기의 이러한 양상으로 계속 가서 근일점을 통과했다면, 이 혜성의 최대 밝기는 -17등성 정도였을 것이다. 그러나 이후 판스타스 혜성(C/2011 L4) 같은, 오르트 구름에서 갓 생긴 혜성처럼, 밝아지는 속도가 느려지는 현상(슬로다운 이벤트)이 보고되었다. 따라서 아이손 혜성의 최대 밝기는 근일점에서 온전히 살아남았다고 할 지라도 이전의 예측처럼 그렇게 극도로 빛나지 않을 것이며, 아무리 밝아 봤자 -6등성 정도까지 밝아질 것으로 예상되었다.[53] 이 혜성은 갓 태어난 혜성(baby comet)인 것으로 확인되었다.[56] 근일점 통과 시 혜성의 표면온도는 약 2,700도 정도로 계산되었고, 이는 철을 녹일 수 있을 정도의 열이다. 또, 아이손 혜성은 근일점에서 로슈 한계 이내에 있으므로, 이 혜성이 근일점을 통과하면서 중력에 의해 분해될 수 있음을 시사했다.

아이손 혜성은 태양에 제일 가까이 다가갈 때 제일 밝을 것으로 예상되었지만, 태양으로부터 겨우 1도도 채 안되는 곳을 통과하고 태양의 강한 빛 때문에 관측하기 매우 어려웠다.[57] 아이손 혜성은 2013년 12월 중순부터 하순까지 북반구 천문학자들이 집중적으로 다시 탐색했었다.[58] 만약 이 혜성이 온전히 살아남았었다면, 이 혜성은 2014년 1월 이전까지 육안으로 볼 수 있었을 것이다.[25][37] 또 이 혜성은 천구를 지나면서 북극성으로부터 2도 떨어진 지점을 지났을 것이다.[37]

혜성의 명명

2013년 10월 8일 레몬산 천문대에서 촬영한 아이손 혜성. 사자자리를 통과하고 있다.

아이손 혜성의 공식 명칭은 C/2012 S1이다.[note 2][59] 이 혜성의 이름은 "아이손"(ISON)이라 명명되었는데, 이는 발견한 단체 이름이 국제 과학 광학 네트워크(ISON)이기 때문이다. 초기 발견 보고에서 이 천체는 소행성으로 인식되어 지구 근접 소행성 목록에 추가되기도 했었다. 이후 국제 과학 광학 네트워크에 속한 팀의 후속 관측 보고가 이루어지자, 국제 천문 연맹에서 이 혜성의 이름을 "ISON"(아이손)으로 공표했다.[60]

언론 적용 범위

2012년 이 혜성이 발견된 이후, 몇몇 언론에서는 이 혜성을 "세기의 혜성"(Comet of the Century)이라 이름붙이며 보름달보다 더 밝아질 것으로 예상했다.[61] Astronomy Now 칼럼니스트는 2012년 9월에 "만약 예상이 실현될 경우 아이손 혜성은 인류 역사상 최고의 혜성 중 하나가 될 것이다."라고 썼다.[25] 2013년 10월에는 데일리 메일 칼럼니스트가 아이손 혜성을 "세기의 혜성"이라 묘사하면서 보름달보다 15배 이상 밝아질 것으로 기대한다고 썼다.[62]

그러나 천문학자인 칼 바탐스(Karl Battams)는 언론의 아이손 혜성에 대한 추측(보름달보다 더 밝아질 것)에 대해 비판하면서, CIOC 멤버들은 아이손 혜성이 그 정도로 밝아지지는 않을 것이라고 말했다.[63]

주해

  1. ↑ Astronomical magnitudes decrease as brightness increases, from large positive values, through zero, to negative values for very bright objects.
  2. ↑ "C"는 비주기 혜성을 뜻하며, 뒤에 발견연도가 붙는다. "S"는 9월 16~30일을 뜻하며, 뒤에는 발견 순서가 붙는다. 예를 들어 C/2012 S1의 경우 2012년 9월 16~30일 주기에 발견된 첫 번째 혜성이라는 뜻이다.

각주

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  2. ↑ 가 나 다 “MPEC 2013-W16 : COMET C/2012 S1 (ISON)”. IAU Minor Planet Center. 2013년 11월 26일. 2013년 11월 27일에 확인함. 
  3. ↑ 가 나 다 Horizons output. “Barycentric Osculating Orbital Elements for Comet C/2012 S1 (ISON)”. 《NASA》. 2012년 11월 25일에 확인함.  (Solution using the Solar System Barycenter and barycentric coordinates. Select Ephemeris Type:Elements and Center:@0)
  4. ↑ Trigo-Rodríguez, J. M.; Meech, K. J.; Rodriguez, D.; Sánchez, A.; Lacruz, J.; Riesen, T. E. (2013). 《Post-discovery Photometric Follow-up of Sungrazing Comet C/2012 S1 ISON》 (PDF). 44th Lunar and Planetary Science Conference. 18–22 March 2013. The Woodlands, Texas. #1576. 
  5. ↑ “Open the Great Comet Comet C/2012 S1 (ISON)”. 《Neoastrasoft.com》. 2012년 10월 12일. 2014년 1월 10일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2013년 9월 11일에 확인함. 
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  13. ↑ https://twitter.com/SungrazerComets/status/406252924705071104
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  17. ↑ 가 나 https://twitter.com/SungrazerComets/status/406940937919533056
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  • MPEC 2013-W16 (2013년 11월 26일 : 6120 obs : Epoch 2013 Dec 14 e=0.9999947 q=0.0124439 includes nongravitational parameters)
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  • MPEC 2013-D50 (2013년 2월 23일 : 2372 obs : Epoch 2013 Dec 14 e=1.0000020 q=0.0124436)
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  • MPEC 2012-V101 (2012년 11월 15일 : 538 obs)
  • MPEC 2012-U109 (2012년 10월 26일 : 418 obs : Epoch 2013 Dec 14 e=1.0000013 q=0.0124484)
  • MPEC 2012-T73 (2012년 10월 12일 : 272 obs : Epoch 2013 Dec 14 e=1.0000008 q=0.0124472)
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