한국항공우주연구원

2014년 10월 19일에 Siding Spring 혜성이 화성에 132,000 km(지구-달 거리의 1/3)로 근접하여 지나간다. 혜성의 핵이 화성과 직접 충돌하지는 않으나 다른 종류의 충돌이 예상된다.

콜로라도 대학의 LASP(대기 및 우주물리 연구실)의 David Brain 교수는 화성과 혜성의 대기가 서로 충돌하는 현상은 일생에 한번 있을까한 이벤트라고 전한다. 혜성의 대기는 “코마(Coma)”라고 불리는데 태양에 의해 데워진 혜성의 핵에서 뿜어져 나오는 기체와 먼지로 이루어진다. 일반적으로 혜성의 대기는 목성보다 규모가 크다. Brain 교수는 혜성의 대기가 화성의 대기와 상호작용하면 오로라와 같은 놀라운 현상이 일어날 것으로 예상한다.

지난해 화성 고층대기 연구를 위해 발사된 NASA의 MAVEN 탐사선은 혜성보다 한 달 전인 2014년 9월에 화성에 도착할 것이다. MAVEN은 화성의 대기에 무슨 일이 있었나? 하는 오래된 미스터리를 풀기 위한 임무를 띠고 있다. 몇 십억 년 전, 화성에는 표면에 액체상태의 물이 존재하고 행성의 온도를 유지할 충분한 대기가 행성을 덮고 있었다. 오늘날 얇은 이산화탄소 장막만이 남은 화성은 지구의 사막보다 온도가 낮고 건조한데 태양풍에 의한 대기 침식이 원인인 것으로 주로 설명되고 있다.

MAVEN의 과제책임자인 Bruce Jakosky 교수는 외부자극이 화성 대기에 영향을 어떻게 주었는지를 이해하기 위해 탐사선 계획 당시에는 태양과 태양풍의 영향에 대해 고려하였다. 그러나 Siding Spring 혜성은 외부의 변화에 화성대기가 어떻게 반응하는지를 관측할 수 있는 자연적인 실험 기회를 선물하였다.

Brain 교수는 혜성이 화성 오로라를 유발할 수 있다고 설명한다. 전체 행성을 보호하는 전지구적 규모의 자기장을 갖춘 지구와는 달리 화성의 자기장은 행성 전체에서 수 백 곳의 표면에서 솟아나는 “자기장 우산” 조각보와 같다. 만약 화성 오로라가 일어나면 이런 자기장 우산들의 상공에 나타날 것이다.

혜성의 대기는 기체띠 뿐만 아니라 56 km/s의 속도로 핵에서 불어나오는 먼지와 잔해를 포함한다. 이런 속도의 입자는 크기가 0.5 mm 이하라도 탐사선을 손상시킬 수 있다. MAVEN을 포함한 NASA의 화성 오딧세이와 화성정찰궤도선(MRO)이 화성과 혜성의 잔해 사이에서 관측하기 좋은 위치로 궤도를 조정할 것이다.

혜성의 먼지나 기체가 화성 대기를 눈에 띄게 충돌할지는 명확하지 않으나 만약 그렇다면 고층대기에 일어난 가장 대단한 현상이 관측될 것이다. 유성체들은 화성의 고층대기층에 열을 전달하고 일시적으로 화학적 성질을 변화시킬 것이고 혜성과 화성의 기체가 섞여 예상치 못한 효과를 일으킬 수도 있다. 비록 혜성이 접근하는 시기에 MAVEN이 시운전 중이더라도 모든 탑재체를 가동하여 혜성의 먼지와 기체가 화성에 어떤 영향을 주는지 측정할 계획이다.

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
   출처: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/12aug_marscomet/

작성 : 한국항공우주연구원 김어진 (선임연구원)