태양계를 방문한 세 번째 성간 천체 3I/ATLAS, 천문학자들이 발견

 (abc.net.au)
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  • 태양계 밖에서 온 3I/ATLAS가 확인되며, 'Oumuamua와 Comet 2I/Borisov에 이어 인류가 추적한 세 번째 성간 천체가 됨
  • 이 천체는 초속 약 60km로 태양을 향해 이동 중이며, 태양계 내부 기원만으로는 설명하기 어려운 속도와 궤도를 보임
  • 칠레의 ATLAS 망원경이 7월 1일 처음 포착했고, 미국 Minor Planet Centre가 궤도와 관측 이미지를 바탕으로 성간 천체로 확인함
  • 10월 말 태양에 가장 가까워진 뒤 내년 3월까지 목성 바깥과 외태양계 방향으로 이동할 전망이며, 지구는 당시 태양계 반대편에 있어 관측 조건이 좋지 않음
  • 비교적 이른 시점에 발견돼 최소 8개월 관측이 가능하고, Vera C. Rubin Observatory 같은 더 강력한 망원경이 앞으로 더 많은 성간 천체를 찾을 수 있음

세 번째로 확인된 성간 천체 3I/ATLAS

  • 3I/ATLAS는 태양계 밖에서 기원한 성간 천체로 확인됨
  • 이전에 태양계로 들어오는 모습이 추적된 성간 천체는 두 개뿐임
  • 3I/ATLAS는 혜성일 가능성이 있으며, 지금까지 발견된 성간 천체 중 가장 빠른 축으로 평가됨
  • 현재 약 초속 60km로 태양을 향해 이동 중임

발견과 성간 기원 확인

  • 3I/ATLAS는 7월 1일 칠레의 ATLAS 망원경에 처음 포착됨
  • 후속 관측에서 궤도가 매우 이례적인 것으로 나타남
    • Jonti Horner는 이 궤도가 태양 중력의 영향을 거의 받지 않는다고 봄
    • 궤도를 그려보면 태양을 지나갈 때 거의 휘지 않는 형태임
  • 미국 Minor Planet Centre가 궤도와 관측 이미지를 바탕으로 이 천체를 성간 천체로 확인함
  • 관측 이미지에서 짧은 꼬리가 보여 혜성일 가능성이 있지만, 세부 특성은 추가 관측이 필요함

태양 접근 시점과 관측 조건

  • 현재 추정으로 3I/ATLAS는 10월 말 태양에 가장 가까워짐
  • 이후 내년 3월까지 목성 바깥을 지나 외태양계로 돌아나갈 것으로 예상됨
  • 태양에 가장 가까워지고 가장 밝아질 때 지구는 태양계 반대편에 있어 관측이 더 어려움
  • 화성에서는 비교적 좋은 관측 조건이 될 수 있음
    • 3I/ATLAS가 화성에 아주 가까이 접근하는 것은 아니지만, 지구보다는 화성에 훨씬 가까움

크기 추정이 어려운 이유

  • 3I/ATLAS는 현재 분출(outburst) 상태일 가능성이 있어 크기 추정이 어려움
    • 분출은 천체에서 먼지와 가스가 방출되며 갑자기 밝아지는 현상임
  • 'Oumuamua는 작은 천체였고, Comet 2I/Borisov의 지름 추정치는 약 1km에서 16km 이상까지 다양했음
  • Horner는 3I/ATLAS가 수백 미터에서 1km 정도, 또는 그보다 조금 더 클 수 있다고 봄
  • 이 크기는 크지만 예외적인 수준은 아님

Rubin Observatory 이후의 발견 가능성

  • Vera C. Rubin Observatory의 첫 이미지가 지난주 공개됐으며, 3I/ATLAS는 앞으로의 관측 성과를 미리 보여주는 사례로 볼 수 있음
  • 지금까지 성간 천체는 매우 드물게 발견됐지만, Rubin Observatory 같은 더 좋은 망원경이 도착하는 성간 천체를 더 많이 포착할 수 있음
  • 현재 기술로도 10년이 안 되는 기간에 성간 천체 3개가 발견됨
  • Horner는 Rubin Observatory가 물체를 찾는 능력에서 대략 한 자릿수 규모로 더 뛰어날 가능성이 있어, 매년 몇 개씩 발견할 수 있다고 봄
  • 이 관측소는 운영 첫 10시간 동안 태양계에서 이전에 알려지지 않았던 소행성 2,000개 이상을 감지함

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 이 물체는 꽤 빠르게 들어오고 있고, 현재 궤도 맞춤 기준 이심률이 6 이상임. 참고로 1I와 2I의 이심률은 각각 1.2와 3.3이었음
    지금은 하늘의 점처럼 보이는 수준이라 아직 혜성처럼 활동적인지 판단하기 어렵다. 활동성이 없다면, 즉 소행성에 가깝다면 현재 관측으로는 표면 반사율에 따라 지름이 8~22km 정도로 추정됨. 알려진 바로는 어두운 물질일 가능성이 높아서 이 범위 안에서도 더 큰 쪽일 수 있음
    반대로 활동성이 있다면 방출되는 먼지 때문에 실제보다 훨씬 커 보일 수 있고, 태양에 가까워져 따뜻해지면서 활동성이 생기거나 더 강해질 수도 있음
    어떤 행성에도 특별히 가깝게 지나가지는 않음. 올해 핼러윈 직전 태양에 가장 가까워지며 거리는 1.35au, 속도는 68km/s임. 참고로 지구 공전 속도는 29~30km/s 정도임. 또한 역행 궤도인데, 성간 천체에서는 사실상 우연에 가까운 결과임
    궤도 뷰어: https://ssd.jpl.nasa.gov/tools/sbdb_lookup.html#/?sstr=3I&vi...
    앞으로 몇 주는 주변 연구자들에게 꽤 흥미로운 시간이 될 듯함
    출처: 궤도역학 박사과정 중이고, 과거 여러 NASA 임무에서 쓰인 소행성 시뮬레이션 코드를 작성했음: https://github.com/dahlend/kete

    • 가장 가까워지는 시점은 2025년 10월 29일이고, 현재는 목성 궤도를 지나고 있음. 이 속도에서도 여기까지 오는 데 그렇게 오래 걸린다는 게 놀라움
      “우주는 넓다. 정말로, 엄청나게, 정신이 아득해질 만큼 넓다는 걸 믿기 어려울 것이다.” ~Douglas Adams
    • 상대속도를 생각하면 정말 머리가 휘어지는 느낌임. Reddit의 /r/space에 있는 시각화[1]를 보면 거의 태양계를 직선으로 관통하고, 태양을 지나며 살짝만 휘는 식으로 보임
      이게 가능하려면 68km/s로 움직이는 물체가 우리 은하 공전과 맞추기 위해 옆으로도 230km/s쯤 움직이고, 우주 마이크로파 배경 기준으로는 위쪽으로 무려 600km/s쯤 움직여야 함. 기본적인 내용이긴 하지만, 실제로 우리 곁을 지나간다고 생각하니 평소보다 훨씬 현실감이 커짐
      어쩌면 이 물체 입장에서는 은하를 느긋하게 160km/s로 돌고 있을 뿐이고, 우리가 수백만 년 만에 처음으로 그 옆을 휙 지나가는 혼돈의 회전 원반일 수도 있음. 은하 중심에 대한 방향을 어떻게 분석해야 할지는 모르겠지만, 틀렸다는 게 밝혀지기 전까지는 이걸 개인적인 설정으로 둘 생각임
      [1] https://www.reddit.com/r/space/comments/1lpw4as/new_interste...
    • 링크된 시뮬레이션을 보면 화성에 꽤 가까이 지나가는 것처럼 보이지만, 우주가 크다는 건 알고 있음. 그래도 이 정도 규모의 물체가 90km/s로 화성에 충돌하면 어떤 일이 벌어질지 궁금함
    • 첫 번째 링크에서는 "specified object was not found"가 뜸. 여기서 활동적이라는 건 꼬리나 분출물이 있다는 뜻인지 궁금함
    • 여기서 이심률은 궤도를 말하는 건지, 물체의 모양을 말하는 건지 궁금함
      2017년의 ‘Oumuamua는 어떤 방법으로 모양을 추정했고, 매우 길쭉한 형태였다고 알려져 있음. 이번 새 물체도 길쭉한 정도를 알아낼 수 있을까?
      https://science.nasa.gov/solar-system/comets/oumuamua/

  • 인류가 수천 년 동안 이런 걸 하나도 못 봤다가 몇 년 사이에 세 개를 본 걸 보면 두 가지 가설이 가능함: 1) 천문학자들이 충분히 잘 찾아내게 됐거나, 2) 이런 바위들이 몰려오는 홍수의 선발대이고 우주가 인류를 없애기로 했거나

    • Vera Rubin이 막 가동되기 시작했고, 3일마다 전체 하늘을 훑는 관측을 하게 됨. 이런 물체를 찾기가 훨씬 쉬워질 것임
      https://youtu.be/X3N-DjVXh44
      그래서 앞으로 훨씬 많이 보게 될 가능성이 큼
    • 답은 1번임. 더 좋은 망원경과 움직이는 물체를 골라내는 GPU 가속 알고리즘이 결합된 결과임
    • 제목은 “세 번째 성간 천체 발견”보다 “성간 천체의 세 번째 발견”에 가깝게 바꿔야 할 듯함
    • ‘Oumuamua가 지나갔을 때 그게 수동 센서 드론이었다는 걸 알아챘어야 했음. 이제는 너무 늦었음
    • 농담인 건 알지만, 우리가 어떤 성간 잔해 구름을 통과하는 중일 가능성도 있지 않을까 싶음

  • 새로 가동된 Vera Rubin 망원경 덕분에 이런 물체를 훨씬 더 많이 찾게 될 것 같음

    • 일정 밝기 이상인 건 전부 찾도록 설계된 망원경임
      실제로 몇 개나 될지는 아무도 모르니, 많이 나오길 기대하고 있음
      다른 태양계에서 온 실제 시료 물질을 얻을 수 있게 되는 순간을 상상해 보라

  • https://en.wikipedia.org/wiki/3I/ATLAS

  • 다른 스레드에서 “Interstellar Objects in the Solar System: 1. Isotropic Kinematics from the Gaia Early Data Release 3” (https://arxiv.org/pdf/2103.03289)가 나왔음
    그 안의 추정치 중 하나는 Nisc <~ 7.2 × 10−5 AU−3임
    아마 틀렸을 수 있는 내 계산으로는, 토성 궤도 반지름 안쪽의 궤도 부피 안에 이런 물체가 어느 순간이든 대략 하나쯤 있다는 뜻으로 보임

  • 앞의 두 개는 거대한 외계 우주선이 성간 순항 중 버린, 다 써버린 감속 단계 추진체였음. 나머지 본체는 상대론적 속도에서 수년에 걸쳐 감속하며 계속 불타고 있었고, 이번 게 바로 본선임

    • 이걸 SF 중편소설로 확장해 줬으면 함

  • 혜성과 비슷한 성간 천체가 더 많이 발견될수록 ‘Oumuamua는 점점 더 이상해짐

    • 외계인이 있고 탐사선을 보낸다고 해도, 그건 아마 CubeSat 크기일 가능성이 더 높고 우리는 알아차리지도 못할 것 같음
      어쩌면 ‘Oumuamua가 모선이었고, 지금 태양계에는 우리가 못 보는 CubeSat들이 바글거리고 있을지도 모름
    • Raman들은 모든 걸 셋으로 함
    • 누군가 ‘Oumuamua를 따라잡을 탐사선을 보내면 좋겠음. Starship이 정기적으로 비행하게 되면 간신히 가능할 것 같음

  • 이런 종류의 데이터는 전혀 모르겠는데, 이게 무엇을 의미하고 어떻게 물체로 해석할 수 있는지 궁금함

    • 이건 Minor Planet Center(MPC)의 공지임. MPC는 태양계 천체 관측을 모으는 공식 국제 정산소 역할을 함
      맨 위에는 이 물체가 두 이름을 가진다고 나와 있음: 3I/ATLAS = C/2025 N1 (ATLAS). 이런 식의 중복 명명은 흔함
      ATLAS는 발견에 사용된 망원경임
      데이터 목록은 여러 망원경이 개별적으로 관측한 결과임. 이 관측 형식은 오래전부터 쓰였지만 이제 단계적으로 사라지는 중이고, 한 줄이 펀치카드 한 장에 들어가도록 만들어진 형식임
      이런 관측값으로 궤도를 계산함. MPC도 궤도를 계산하지만, 이 관측 목록은 JPL과 Horizons 서비스에도 들어감

  • 2019년 소설 “The Last Astronaut”는 태양계로 들어오는 가상의 성간 천체를 다뤘고, 소설 속에서는 줄여서 2I라고 불렀음. 그런데 현실에서는 벌써 3I까지 왔음

    • 공정하게 말하면 ‘Oumuamua가 2017년에 1I라는 명칭을 받았기 때문에, 현실이 상상 속 이름과 우연히 맞아떨어진 게 아니라 책이 현실을 따른 것임

  • 만약 이 물체가 우리를 향해 곧장 온다면, 지금 우리에게 막을 방법이 있긴 할까?

    • 성간 천체만 놓고 보며 충분한 사전 시간이 있다고 가정하면, 충돌을 막는 게 오히려 쉬울 수도 있음. 이런 물체는 대체로 그냥 지나가는 중이기 때문임
      아주 조금만 밀어도 살짝 빗나가게 만들 수 있고, 그런 정도는 지금도 충분히 가능하며 실제로 해본 적도 있음
    • 이 물체가 지구를 향해 곧장 온다면 충돌을 피하기 위해 할 수 있는 일은 사실상 거의 없음. 다행히 그런 충돌 확률은 극도로 작음
      그래도 이런 물체를 더 일찍 찾기 위한 자원이 점점 투입되고 있다는 건 다행임
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