[아하! 우주] ‘자전 주기’가 변하는 혜성도 있다

천체의 자전 주기는 보통 일정하다. 그래서 지구 역시 하루의 길이가 일정하다. 하지만 천체의 자전 주기도 변할 수 있다. 사실 지구의 경우 과거에는 지금보다 자전 속도가 빨라 하루의 길이가 짧았고 현재도 달과의 중력 상호작용으로 자전 속도가 조금씩 느려지고 있다. 다만 그 속도가 너무 느려 우리가 잘 인지하지 못할 뿐이다. 하지만 태양계에는 훨씬 빨리 자전 주기가 변하는 천체들이 있다.

'41P/Tuttle–Giacobini–Kresák' 혹은 약자로 41P는 지름 1.4km 정도의 작은 혜성이다. 대략 5.4년 주기로 태양을 공전하는데, 어두운 혜성이라 지구 가까이 와도 망원경 없이 보기는 어렵다. 따라서 사실 인지도가 낮은 혜성이지만, 작년에 이 혜성을 관측한 과학자들은 흥미로운 사실을 발견했다. 혜성의 자전 주기가 갑자기 두 배 이상 늘어났기 때문이다.

지난해 3월 경 지구에 가까워질 때 41P의 자전 주기는 20시간 정도였다. 그런데 미 항공우주국(NASA)의 스위프트 위성이 5월 7일에서 9일 사이 이 혜성을 관측한 결과 놀랍게도 두 달이 채 안 되는 동안 자전 주기가 46-60시간 정도로 늘어난 것이 관측되었다. 과거에도 자전 주기가 바뀌는 혜성은 알려져 있으나 이렇게 빨리 자전 주기가 바뀐 혜성은 처음이기 때문에 이는 과학자들의 주목을 끌었다.

혜성의 자전 주기가 바뀌는 것은 혜성의 상대적으로 작은 질량과 혜성에서 분출하는 가스와 먼지 때문이다. 태양에 가까워진 혜성에서 분출되는 가스는 모든 방향으로 균일하게 배출되는 것이 아니라 약한 부분을 뚫고 분출하는 경우가 많다. 이때 분출된 가스와 먼지의 방향, 질량, 속도 등이 혜성의 자전 속도에 영향을 미친다. 이 경우에는 브레이크로 작용한 셈이다. 과학자들은 41P의 자전 주기가 100시간까지도 늘어날 수 있다고 보고 있다. 이 가정이 옳다면 혜성 41P의 하루는 20시간에서 100시간 정도로 매우 다양한 셈이다.

태양계는 사실 우리 은하에 있는 수많이 존재하는 평범한 별 가운데 하나다. 하지만 이 태양계에는 특별한 사연을 가진 천체들이 많다. 태양계를 방랑하는 혜성 역시 자신만의 스토리를 지닌 독특한 존재들이다. 동시에 혜성에는 태양계 역사의 비밀이 숨겨져 있다고 생각된다. 태양계 초기의 물질을 고스란히 간직하고 있기 때문이다. 앞으로 혜성이 지닌 미스터리를 풀기 위한 연구가 계속될 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com