한미합작 망원경 '스피어엑스', 외계 혜성에서 물·유기물 포착

외계에서 온 성간행성서 유기물질 검출
"지구, 외계 행성계 형성 과정 단서" 기대

한국과 미국이 공동 개발한 차세대 우주망원경 '스피어엑스'의 상상도. 나사(NASA) 제공

한국천문연구원과 미국 항공우주국(NASA·나사)이 공동 개발한 차세대 우주망원경 '스피어엑스'(SPHEREx)가 외계에서 온 성간혜성이 물과 유기물질을 방출하는 모습을 포착했다. 넓은 영역을 한 번에 관측할 수 있는 우주망원경으로 혜성 전체를 정밀 포착해 여러 유기물질의 방출 정보를 확인한 것이다.

9일 천문연에 따르면 한국이 참여한 국제 공동연구진은 지난해 8월 혜성 '3I/ATLAS'를 관측하고, 같은 해 12월 같은 혜성을 후속 관측해 비교 분석했다. 나사는 지난해 7월 이 혜성을 발견했으며, 궤도가 매우 길고 특이해 태양계 밖에서 유입된 성간 기원 천체로 보고 추적 관측 중이다. 연구 결과는 이달 3일 미국천문학회 연구 노트에 게재됐다.

스피어엑스가 성간 혜성 '3I/ATLAS'에서 관측한 유기물질 방출 결과. 한국천문연구원 제공

이번 관측에선 혜성 주변을 감싸는 대기라 할 수 있는 '코마(coma)'에서 물과 이산화탄소, 일산화탄소 등 여러 유기물질이 발견됐다. 이 혜성이 단순한 얼음덩어리가 아니라 생명의 기초 재료가 될 수 있는 성분을 포함하고 있다는 것이다.

혜성이 태양에 가까이 접근한 시점에서 약 두 달이 지난 뒤 밝기가 크게 증가한다는 사실도 관찰됐다. 연구진은 태양 열이 혜성 내부 얼음을 서서히 가열하기에 활발한 물질 방출은 시간차를 두고 나타나는 것이라고 분석했다.

천문연 연구진은 이번 관측에서 데이터 처리와 분석에 핵심 역할을 맡았다. 연구에 참여한 박윤수 천문연 선임연구원은 "스피어엑스는 우주 전반에 대한 전례 없는 데이터를 수집하고 있다"며 "발사 후 불과 몇 달 만에 성간 기원 물체가 태양계로 들어왔고, 스피어엑스는 즉시 관측할 준비가 돼 있었다"고 설명했다.

연구진은 이번 관측 자료를 토대로 시간에 따른 물리적, 화학적 구성성분 변화를 분석할 예정이다. 태양계 혜성과 성간 혜성을 비교하며 지구의 형성 과정과 외계 행성계에 대한 연구를 지속한다는 계획이다.

김태연 기자 tykim@hankookilbo.com