3I/ATLAS, 비중력 가속도의 첫 증거 발견
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천문학계의 관심이 3I/ATLAS로 쏠리고 있다.
최근 NASA의 제트 추진 연구소의 내비게이션 엔지니어인 다비데 파르노차가 작성한 보고서에 따르면, 3I/ATLAS는 근일점(perihelion)에서 비중력 가속도의 첫 증거를 보였다.
이 비중력 가속도는 지구-태양 거리인 1au의 1.36배, 즉 2억 3천만 킬로미터에 해당하는 근일점 거리에서 측정되었으며, 두 가지 구성 요소가 있다.
첫째, 태양으로부터의 반지름 방향으로 하루 제곱킬로미터당 135킬로미터(9×10^{-7}au)의 가속도가 관측되었고, 둘째, 태양 방향에 대한 횡 방향으로 하루 제곱킬로미터당 60킬로미터(4×10^{-7}au)의 가속도이다.
3I/ATLAS가 가스 발사를 통한 로켓 효과로 추진되고 있다면, 운동량 보존 원리에 따라 물체의 질량이 반으로 줄어드는 특징적인 시간 규모는 발사 속도와 측정된 비중력 가속도에 의해 결정된다.
발사 속도가 수백 미터에 달하는 경우, 3I/ATLAS의 증발 반감기는 약 6개월로 예상된다.
따라서 3I/ATLAS가 태양의 강한 열에 의해 가열되면서 1개월 동안 근일점 거리에서 약 10%의 질량을 잃을 것으로 보인다.
이번 질량 손실은 2025년 11월과 12월에 걸쳐 3I/ATLAS 주변에 큰 가스 구름으로 관측될 것으로 예상된다.
유럽우주국(ESA)의 주스(Juice) 우주선이 이 큰 질량 손실을 11월 첫 주에 최초로 감지할 것이다.
2025년 12월 19일, 3I/ATLAS는 지구와의 최단 거리인 2억 6천900만 킬로미터에 도달할 예정이다.
이때 수백 개의 지상 망원경 및 허블, 제임스 웹 우주 망원경이 관측 기회를 갖게 된다.
이 데이터를 통해 3I/ATLAS가 태양에 의해 가열될 때 휘발성 얼음의 승화로 10%의 질량을 잃었는지 여부를 확인할 수 있을 것이다.
3I/ATLAS의 대규모 증발은 2025년 9월과 10월에 STEREO, SOHO 및 GOES-19 장비의 관측 데이터를 기반으로 한 최근 논문에서 보고된 비정상적인 밝기 증가와 관련이 있을 수 있다.
관측 데이터는 태양으로부터의 거리와 반비례하는 밝기 증가를 보여주고 있으며, 이는 -7.5의 지수 관계를 가진다.
또한, 비중력 가속도가 내부 엔진의 기술적 신호일 가능성도 제기된다.
이는 3I/ATLAS가 태양보다 푸른 색조를 띠었다는 보고서를 설명할 수 있다.
자연적인 혜성에서는 고온의 엔진이나 인공 광원의 특징으로 설명될 수 있기 때문에, 3I/ATLAS에 대한 이 변화는 놀라운 일이다.
혜성의 먼지는 태양광을 적색으로 산란시킬 것으로 예상되며, 3I/ATLAS의 표면 온도는 태양의 5,800도 켈빈에 비해 약 20배 추울 것으로 보인다.
하지만 근일점에서 푸른 색조는 3I/ATLAS의 아홉 번째 비정상 현상으로 기록된다.
이것은 내부 엔진의 신호일 수도 있으며, 자연적인 혜성의 경우 이온화된 일산화탄소의 특징으로 설명될 수 있다.
보고된 비중력 가속도 수준은 지구의 반지름 정도에 해당하는 소폭의 공간적 편차를 나타내며, 3I/ATLAS가 원래의 중력 경로에서 크게 가까워지지는 않을 것이다.
한편, 하버드 대학의 이론 및 계산 연구소의 소장인 나는 매주 목요일 100명 이상의 천체물리학자들이 참석하는 점심 회의를 주도하고 있다.
오늘은 우주 팽창 속도의 현재 값과 우주 배경 복사의 값 간의 불일치에 대한 발표가 있었다.
빅뱅 이후 40만 년 동안의 뜨거운 밀집 물질에서 방출된 유물 방사선인 우주 마이크로파 배경은 현재 우주 팽창률과 기대되는 값 간의 불일치를 설명하기가 어렵다.
발표가 끝난 후, 통계적 불확실성 없이 이 불일치가 실제라는 것을 증명한 후, 나는 청중의 젊은 이론가들에게 이렇게 말했다.
“이론적 천체물리학자에게 데이터에 이론적 설명이 없다는 이유로 데이터가 잘못되었다고 결론짓는 것은 나쁜 직업적 관행이다.”
물론, 같은 교훈은 3I/ATLAS의 비정상 현상에도 적용된다.
이미지 출처：avi-loeb
