핼리 혜성이 100 억 달러의 제임스 웹 우주 망원경을 손상시킬 가능성

핼리 혜성의 공식 명칭은 1P/Halley로, 주기와 다음 접근 시기를 처음으로 예측한 에드먼드 핼리의 이름을 따서 지어진 혜성입니다. 핼리에 의해 약 75~76년을 주기로 지구에 접근하는 단주기 혜성이라는 것이 발견됐습니다. 지금껏 알려진 바로는 우리 지구 상에서 맨눈으로 관찰이 가능한 유일무이한 단주기 혜성입니다. 핼리 혜성보다 더 밝은 혜성들도 다수 존재하지만, 이 밝은 혜성들의 주기는 몇 천년에 한번 정도로 나타나 관측 및 연구가 쉽지 않습니다. 핼리 혜성이 마지막으로 관측된 시기는 1986년입니다. 주기에 따르면 이 혜성의 다음 지구 접근 시기는 2061년 7월 28일로 예측됩니다. 핼리혜성의 성분은 대부분이 얼음과 먼지로 이루어져 있습니다. 이 성분 중에서도 얼음의 80%는 물의 성분이며, 일산화탄소의 성분이 약 15%를 차지합니다. 나머지의 5% 성분은 이산화탄소, 암모니아와 메탄이 얼어붙은 것으로 연구됩니다. 핼리 혜성이 아닌 여타의 크고 작은 다른 혜성들도 화학적으로 비슷한 성분을 이루고 있습니다. 그에 반해 밀도는 굉장히 작습니다. 이 밀도를 전부 합쳐도 작은 여행용 가방 크기 정도에 불과하다고 볼 수 있습니다.
핼리 혜성의 밝기는 태양 근처로 접근하면서부터 급격히 밝아집니다. 그로 인해 쉽게 맨눈으로 관측이 가능해지는 건데요, 마찬가지로 태양으로부터 멀어질수록 급격히 어두워진다고 합니다.
앞으로 2년 동안 제임스 웹 우주망원경은 핼리 혜성이 태양계에 남긴 우주의 티끌과 데브리 속을 통과합니다. 과학자들은 2022년 5월 100억달러 (약 13조 원) 짜리 우주망원경이 유성진에 의해 손상되는 사고를 반복하지 않도록 완화 방안을 검토하고 있습니다. 걱정과는 다르게, 핼리 혜성 자체가 웹 망원경에 충돌할 확률은 높지 않습니다. 핼리 혜성의 크기는 약 15km x 8km로 약 75년의 주기를 가지고 태양 주위를 공전하고 있지만, 태양계로 돌아가 지구와 비교적 가깝게 통과하는 (그리고 가장 밝은 별, 시리우스처럼 빛나는) 일은 2061년까지 일어나지 않습니다. 학자들은 제임스 웹 우주망원경이 2040년대 초반까지 인류의 중요한 우주 관측소로서 역할을 계속할 것으로 기대하고 있습니다. 그리고 그 무렵이 지나면 역할을 마치고 돌아올 것입니다. 혜성은 먼지와 암석, 얼음 등으로 이루어져 있으며 태양에 가까워지면 녹아 물질을 흩뿌립니다. 태양계에 들어갈 때와 태양계에서 벗어날 때 혜성은 태양 주위를 도는 전후에도 모래알 크기의 티끌로 이루어진 궤적을 남깁니다. 제임스 웹 우주망원경 기술자들은 한 달에 한 번 정도의 유성 충돌을 예측하는데, 이 망원경이 유성 군 안을 통과할 때는 그 수가 훨씬 많아질 수 있습니다. 네이처에 따르면 앨라배마주 헌츠빌의 마셜우주비행센터에 있는 NASA(항공우주국) 유성 환경 실에서는 현재 제임스 웹 우주망원경 기술자들이 유성 군을 언제 통과할지 예측하며 그 시기를 계산하고 있다고 합니다. 이는 제임스 웹 우주망원경이 날아오는 입자 군에서 벗어나도록 조작돼 거울에 입자가 충돌하는 것을 막으려는 것으로도 볼 수 있습니다. 즉 궤도 운동의 방향을 보는 시간을 최소화하는 것을 의미합니다.
이 시나리오는 2023년 5월과 2024년 5월 두 차례 제임스 웹 우주망원경이 핼리 혜성의 유성군 안을 통과할 때 문제가 될 수 있습니다. 핼리 혜성의 유성 군은 지구에서 관측된 2개의 저명한 유성 군, 5월의 물병자리 유성 군과 10월의 오리온자리 유성 군의 주요인이 되고 있습니다. 둘 다 시간당 약 20개의 별똥별을 만들어내며 미세한 우주 먼지가 지구 대기권에 충돌해 에너지를 빛으로 뿜어냅니다. 제임스 웹 우주망원경의 거대한 6.5미터 주경은 18개의 금도금된 베릴륨 육각형 세그먼트로 이루어져 심우주에 완전히 노출되어 있습니다. 세그먼트 중 하나인 C3는 2022년 5월 23일부터 25일 사이에 유성진 충돌을 겪었습니다. 충돌은 복구 불가능한 영구적 손상을 일으켰지만, 학자들은 품질에는 크게 영향이 없을 주지 않을 것으로 생각하고 있습니다. 망원경의 주경도 더 작지만 측정할 수 있는 유성진 4개의 충돌을 입었지만 모두 예상 범위 안에서 이루어졌습니다. 유성진 충돌은 우주에서 작업하는 데 불가피한 현상이지만 현재 제임스 웹 우주망원경의 기술자들은 주경이 어느 정도 빈도로 충돌을 받는지, 이에 대해 무엇을 할 수 있는지에 대해 재평가하고 있습니다.
제임스 웹 우주망원경은 지구에서 약 160만 킬로미터의 L2 점을 돌고 있습니다. 핼리 혜성이 태양계에서 마지막으로 관측된 것은 1986년으로, 그 이듬해에는 이 혜성이 태양을 향해 돌아오기 전 지구에서 가장 먼 지점에서 관측됐습니다. 현재 거리는 약 35AU (태양과 지구 간 거리의 35배)로 이는 거의 지구에서 준 행성인 명왕성까지의 거리입니다. 현재 이 망원경은 바다뱀자리 중 강아지별 휘성 프로키온에 가까이 있습니다. 핼리 혜성은 맨눈으로 관찰할 수 있는 혜성입니다. 사람의 일생에 두 번 나타나는 혜성은 바로 이 핼리 혜성뿐입니다. 핼리 혜성은 기원전 240년 이래 75년마다 관측되고 있는데, 같은 빛나는 물체가 반복적으로 밤하늘로 돌아오는 것을 알게 된 것은 1705년 영국 천문학자 에드먼드 핼리가 발견했을 때였습니다. 핼리는 1758년에 사망하여 핼리 혜성의 두 번째 관측을 끝내 진행하지 못했습니다. 하지만 그는 생전 그 시기를 정확히 예측하였습니다.