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[천문학] 혜성에 대하여.. 평가B괜찮아요

혜성에 대하여...혜성의 어원혜성(彗星, Comet)이란 꼬리가 달린 별로서 이미 4000년 전부터 중국과 바빌로니아에서 알려졌었다. 혜성은 어느 날 갑자기 하늘에 나타나 특유의 긴 꼬리를 늘어뜨리며 밤하늘을 장식하였기 때문에 옛날 사람들은 이 별이 나타나면 전쟁이나 큰 천재지변 또는 질병과 같은 나쁜 일의 징조라 생각하여 무서워했다. 역사의 기록에 여느 천체보다 유독 혜성의 기록이 오래 전부터 남겨진 까닭이 여기에 있다. 혜성의 모습이 긴 꼬리나 나부끼는 머리카락을 갖고있는 희미한 별처럼 보이므로 고대 그리스인들은 혜성을 그리스말로 긴 머리카락(Kometes) 이라는 뜻에서 나온 Comet 라는 용어를 사용했다. 아리스토 텔레스 이후의 초기 천문학자들도 이 신비한 천체의 정체를 알지 못하고 지구 대기권에서 생겼다 사라지는 구름과 같은 대기 현상이 아닌가, 또는 항성의 일종이 아닌가 라고 의심했지만, 1577년 티코브라헤(1546∼1601)는 혜성이 태양을 돌고 있는 '행성'의 일종이라는 것을 입증했다.혜성은 어디에서 오는가?혜성이 어느 곳에서 오는지에 대해서는 아직 정확하게 밝혀진 바는 없으나 독일 천문학자 오르트의 가설이 대표적인 이론으로 인정받고 있다. 그의 가설에 따르면 태양계 가장자리에 혜성의 근원이 되는 오르트 구름(오르트 성운) 이 있고 이 구름 속에서 혜성의 핵이 만들어져 지구로 날아오는 것이라는 것이다.혜성의 분류모든 행성의 공전궤도의 모양은 원이 아니라 일종의 '타원'이라는 것은 Kepler의 제 1법칙(타원 궤도의 법칙 : 모든 행성은 태양을 하나의 초점으로 하는 타원 궤도를 그리며 공전한다.)이 말하고 있다. 그런데 혜성의 궤도는 극단적으로 길쭉한 타원, 즉 그 이심율이 1.0에 가까운 것으로(지구의그것은 0.017), 태양에 가까워질 때에만 볼 수 있고, 멀리 떨어져 있을 때에는, 그 크기가 너무 작기 때문에, 희미해서 망원경으로도 잘 보이지 않을 정도이다. 혜성이 태양으로부터 멀어질수록 공전속도가 느리고 태양에 가까워질수록 속도가 빨라진다는 것은 Kepler의 제 2법칙(면적 속도 일정의 법칙 : 행성과 태양을 연결한 직선은 같은 시간에 같은 면적을 쓸고 지나간다.)으로 예견되는 것이다.혜성의 운동은 크게 2가지로 볼 수 있다. 첫째는 포물선운동으로 포물선의 초점이 태양의 위치가 되는데 이런 혜성을 비주기 혜성이라 하며, 한 번 왔다가 사라지면 다시 오지 않는 혜성이다. 둘째는 타원운동으로 여기엔 2개의 초점이 있는데 그 중 한 점이 태양이며, 이 혜성은 주기적으로 타원궤도를 따라 움직이기 때문에 주기혜성이라 한다. 대부분의 혜성이 이심율이 거의 1에 가까운 긴 포물선궤도를 가지는 이 주기혜성에 속한다. 주기혜성은 또 장주기 혜성과 단주기 혜성으로 나눌 수 있다. 단주기혜성은 또 4가지로 나뉘는데 목성족의 주기는 3-6년, 토성족은 11-18년, 천왕성족은 28-39년, 해왕성족은 62-76년 정도이다. 목성족에 속하는 대표적인 혜성으로는 1816년 발견된 엔케(Enke) 혜성으로 주기는 3.3년으로 가장 짧으며, 리골렛(Rigollet)혜성은 151년의 긴 주기를 가지고 있다. 유명한 핼리(Halley)혜성은 76년으로 해왕성족에 속하는 것을 알 수 있다. 관측 데이터가 별로 없는 신 혜성의 경우에는 정확하게 분류할 수 없는 경우도 있다.혜성 꼬리의 정체혜성은 물과 먼지, 티끌 등의 성간 물질이 얼어붙은 얼음 덩어리로, 태양에 접근하면 태양열에 의해 혜성의 핵온도가 높아져 핵표면의 얼음이 증발하여 지름이 약 10만Km인 희박한 가스체를 만드는데 이것을 코마(coma)라 합니다. 혜성의 꼬리(tail)는 이 코마에서 생기는데, 태양에 가까워질수록 꼬리는 점점 길어진다. 그 길이는 굉장히 긴 것도 있으며, 긴 것은 2 AU(천문단위:Astro-Unit)나 된다. 흔히들 꼬리는 한 가닥이라 생각하지만 사실은 두가닥이다. 혜성의 꼬리는 가스꼬리(gas tail)와 먼지꼬리(dust tail)로 나뉘어진다. 가스꼬리는 태양풍에 의해 혜성에서 분출된 이온들로 이루어진 것으로 태양과 반대방향으로 길게 늘어진 형상을 띠고 있다. 먼지꼬리는 핵에 들어있거나 우주공간에 떠있는 먼지로 구성되며 가스꼬리와 달리 혜성의 진행 반대방향에 늘어서 있다. 혜성이 태양으로부터 멀어지면 꼬리는 다시 짧아지지만 먼지꼬리의 일부성분은 우주공간에 남게되며 혜성이 몰고 온 이 먼지들은 우주공간에 남아 있다가 지구가 그곳을 지나게 되면 지구의 중력에 이끌려 대기 중에서 빛을 발하게 되는데, 이것이 유성이다.혜성의 망원경 관측혜성꼬리의 구조를 보거나 희미한 혜성을 탐색하는데는 저배율의 광시야의 것이 좋은 반면 혜성의 머리나 핵부분의 변화를 연구하는데는 고배율의 분해능이 큰 것이 적합하다. 굴절망원경처럼 긴 초점의 망원경은 희미한 혜성을 촬영하는데, 장애가 많고, 시야도 제한되어 좋지 못하다.혜성관측의 여러 가지 기능을 갖추고 그 외 다른 대상에도 유용한 망원경을 한 가지 택하려면, 초점비가 f/6 또는 그보다 짧은 뉴튼식 반사 망원경이 가장 좋다.혜성이 근일점에 위치할 때에는 쌍안경으로도 관측할 수 있는데 하늘이 어두울 때,7 50이나 11 80의 쌍안경이 적당하다. 망원경이나 쌍안경의 시야가 더 넓은 것을 사용한다면 등급계산이 한결 쉬워질 것이다.7 50 쌍안경이나 이 보다 큰 것이면 밝은 혜성의 등급을 결정하는데 좋은 장비가 된다.역사에 나타난 혜성1. 서양의 혜성 관측 기록역사적으로는 유명한 혜성의 예로서 널리 알려진 것은 로마의 시이 저(기원전 1004 － 44) 시대에 나타났던 것이다. 기원전 49년 1월, 시이저는 루비콘 강을 건너서 로마로 침입을 하였다. 이때의 전쟁의 북새통에 나타났던 혜성은 불안과 공포에 떠는 로마 시민들의 눈에는 마치 로마의 재난을 알려주는 하늘의 계시처럼 불길 하게 비쳤을 것이 틀림없다. 기원전44년에 또 하나의 큰 혜성이 나타났다. 이 때 보컬레니우스란 점성술사는, `새로운 시대가 시작 될 것이다' 라고 예언을 했다. 공교롭게도 그해 3월 15일 시이저는 암살이 되어 정권이 바뀌고 말았다. 그가 죽은 반년 후, 그의 죽음을 애도하는 추도식이 거행 되었을 때, 갑자기 밤하늘에 혜성이 나타나서 그후 7 일간에 북쪽에서 서쪽으로 이동하는 것을 로마 시민들은 보았다. 그들은 생전에 하늘에 이변에 신경을 썼던 시이저가 이제는 스스로 혜성의 모습으로 변하여 하늘을 올라가는 것이라 사상을 했다. 이때 시이저를 기리는 새로운 화폐가 만들어졌는데 그 표면에는 그의 초상, 뒷면에는 혜성이 새겨졌던 것이다. 로마 제국과 혜성의 인연은 그 후에도 지속이 되는 것 같았다. 서기 66년, 로마에게 점령당했던 유태인들은 반란을 일으키게 되었다. 이 때 나타났던 혜성의 형태는 구약 성서에, "다비드가 눈을 들어보니 주님의 사신이 땅과 하늘 사이에 서서 손에 칼을 빼 들고 예루살렘 위에 뻗치고 있어..." 라고 한 구절처럼 천사의 손에 잡힌 칼날의 모양을 하고 있었다고 한다. 70년에 이르러 드디어 로마는 이 반란을 진압하게 되었지만, 칼날 같은 이 혜성은 다름 아닌 핼리 혜성이었던 것이 후세에 밝혀졌다.(헬리 혜성 : 17세기에 들어 혜성의 정체에 관한 중요한 연구의 성과가 얻어지게 되었다. 그 당시 영국의 그리니치 천문대장이었던 에드먼드 핼리는 그의 친구였던 뉴튼의 이론에 따라 혜성의 궤도를 연구했었는데, 그 결과 1682년과 이보다 가가 75년, 151년 앞서 나타났던 혜성이 모두 같은 궤도 위에 있음을 알게 되었다. 그는 이 3개의 혜성이 사실은 같은 하나의 혜성에 지나지 않으며 약76년을 주기로 태양 둘레에 타원 궤도를 달리고 있다는 사실을 처음으로 밝혔다.)2.우리나라의 혜성 관측 기록우리나라에서 관측된 혜성의 기록은 약 2,000년전에 비롯된다. 신라의 태조 4년(B.C. 49년) 3월에 혜성이 왕랑이란 별자리에 나타났다는 기록이 그것이다. 왕랑은 카시오페아의 W자의 오른쪽 반을 가리키는 것이다. 이때 중국에서도 같은 자리에 장대한 별이 나타났다는 기록이 보이고, 서양에서는 로마의 시이저가 폼페이우스를 때마침 공격하는 전쟁이 한참이었는데, 이때 이 나타났다는 기록이 보인다. 이어서 5년후인 B.C.44년 4월에 오리온자리 에 혜성이 나타났다고 한다. 중국의 기록에는 그 꼬리의 길이가 여덟 자나 되었다고 상세한 묘사까지 곁들여있다. 혜성의 통계에서 알려진 바에 의하면 1년에 나타나는 혜성의 개수는 9개 정도이고, 그중 5-6개가 새로 발견된 혜성이고 그 나머지는 전에 나타났던 주기혜성이 다시 돌아 온 것에 지나지 않는다. 고대기록에서 혜성의 출현이 훨씬 드물게 보이 는 것은 그 밝기가 육안에 볼 수 있는 즉, 6등 이상의 혜성만이 관측되었기 때문이다. 우리나라의 고대기록 가운데는 신라 문무왕 12년(672년) 9월에 혜성이 7개나 보였다는 드문 예가 있다. 이것은 유성이나 화구를 잘못본 것이 아니라면 육안에 보이는 혜성이 가장 많이 나타난 기록이라 할 수 있다. 이런 예는 1892년 11월에도 1주일동안에 7개의 혜성이 보인 예와 같이 매우 드문 현상이다. 혜성의 고대기록은 혜성의 연구 자체에 도움이 되는 외에 역사를 연구하는 학자들에게 연대를 확정하는 귀중한 자료가 된다. 여기에는 주기가 잘 알려진 혜성이 이용된다. 우리나라의 혜성기록 가운데 핼리 혜성으로 문종 20년(1066년) 3월의 혜성, 인종 23년(1145) 4월의 혜성, 충렬왕 27년(1301년) 8월의 혜성, 우왕 4년(1378년) 9월의 혜성 등이 있다. 핼리 혜성은 중국의 기록에서 B.C.240내지 B.C.466까지 거슬러 올라갈 수 있다. 중국이나 우리나라의 고대기록을 보충하는 중요한 역할을 한다.

자연과학| 2001.12.15| 4페이지| 1,000원| 조회(555)

케플러, Comet, 오르트의 가설

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