템펠 1 혜성
1. 개요
템펠 1 혜성은 1867년 빌헬름 템펠에 의해 발견된 혜성으로, 목성의 섭동으로 인해 궤도 변화를 겪어왔다. 1967년 재발견된 후 여러 차례 관측되었으며, 2005년에는 딥 임팩트 우주선과의 충돌 실험을 통해 혜성의 구성 물질을 분석했다. 2011년에는 스타더스트 우주선이 딥 임팩트 충돌로 생긴 크레이터를 촬영하고 혜성 표면의 변화를 관측했다.
| 이름 | 9P/템펠 |
|---|---|
| 원어 이름 | 9P/Tempel 1 (영어) |
| 다른 이름 | P/1867 G1 1867 II P/1873 G1 1873 I 1873a 1879 III 1879b P/1967 L1 1966 VII P/1972 A1 1972 V 1972a 1978 II 1977i 1983 XI 1982j 1989 I 1987e1 1994 XIX 1993c |
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| 발견자 | 빌헬름 템펠 |
|---|---|
| 발견일 | 1867년 4월 3일 |
| 역기점 | 2023년 2월 25일 |
|---|---|
| 궤도 장반축 | 3.151 AU |
| 근일점 거리 | 1.545 AU (2024년 목성 접근 후 1.77 AU) |
| 원일점 거리 | 4.757 AU |
| 궤도 이심률 | 0.5097 |
| 공전 주기 | 5.59년 |
| 궤도 경사 | 10.474° |
| 승교점 경도 | 68.64° |
| 근일점 인수 | 179.54° |
| 지구 최소 궤도 교차 거리 | 0.52 AU (77,798,899.2 킬로미터) |
| 마지막 근일점 통과 | 2022년 3월 4일 |
| 다음 근일점 통과 | 2028년 2월 12일 |
| 크기 | 7.6 km × 4.9 km |
|---|---|
| 밀도 | 0.62 g/cm3 |
| 질량 | 7.2×1013 ~ 7.9×1013 kg |
| 자전 주기 | 40.7 시간 |
| 알베도 | 0.04 - 0.05 |
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1867년 발견한 천체 -
93 미네르바
93 미네르바는 두 개의 위성(아이기스와 고르곤네이온)을 거느리는 소행성이다. -
우주선이 방문한 혜성 -
핼리 혜성
핼리 혜성은 약 76년 주기로 태양을 공전하는 주기 혜성으로, 기원전 240년경 최초 관측 이후 뉴턴의 법칙으로 주기성이 예측되었고, 1910년과 1986년에 근접 관측이 이루어졌으며, 얼음과 먼지로 이루어진 핵이 태양 접근 시 코마와 꼬리를 형성한다. -
우주선이 방문한 혜성 -
보렐리 혜성
보렐리 혜성은 1904년에 발견된 주기 혜성으로, 약 6.8년 주기로 태양을 공전하며, 2001년 딥 스페이스 1호 탐사선이 핵 사진을 전송했는데, 핵은 8km x 4km x 4km 크기에 알베도가 2.2%인 것으로 알려져 있다. -
우주선이 방문한 소행성체 -
433 에로스
1898년 카를 구스타프 비트가 발견한 433 에로스는 그리스 신화의 사랑의 신 이름을 딴 최초의 지구 근접 소행성이자 남성 이름의 소행성으로, NEAR 슈메이커 탐사선의 탐사 결과 땅콩 모양이며 지구와의 충돌 가능성도 있는 잠재적 위협으로 여겨진다. -
우주선이 방문한 소행성체 -
243 이다
243 이다는 1884년 발견된 소행성으로, 그리스 신화 속 인물의 이름을 따 명명되었으며, S형 소행성으로 분류되고 위성 다크틸을 가지고 있다.
2. 발견 및 궤도 변화
템펠 1 혜성은 1867년 4월 3일 마르세유에서 빌헬름 템펠이 발견했다. 발견 당시 혜성은 5.68년마다 근일점에 도달했다(9P/1867 G1 및 1867 II). 이후 1873년(9P/1873 G1, 1873 I, 1873a)과 1879년(1879 III, 1879b)에 관측되었다.
1881년에 목성에 0.55 AU로 접근하면서 궤도 주기가 6.5년으로 길어졌고, 근일점도 5천만 킬로미터 증가한 2.1 AU가 되었다. 이로 인해 혜성은 지구에서 훨씬 덜 보이게 되었고, 1898년과 1905년의 사진 촬영 시도는 실패로 돌아갔다.
1967년, 브라이언 G. 마스덴이 목성의 섭동을 고려하여 혜성의 궤도를 정밀하게 계산하여 재발견했다(9P/1967 L1, 1966 VII). 1972년 1월 11일, 엘리자베스 로머와 L. M. 본이 스튜어드 천문대에서 혜성을 재발견했고(9P/1972 A1, 1972 V, 1972a), 5월에는 최대 11등급 밝기에 도달했으며, 7월 10일까지 관측되었다. 그 이후로 템펠 1 혜성은 5.5년 주기로 회귀할 때마다 관측되고 있다.
2.1. 궤도 진화
템펠 1 혜성은 목성에 접근하여 섭동의 영향을 받기 쉬운 궤도에 있어 공전 주기가 변동한다. 1881년 목성에 접근하면서 궤도가 변해 공전 주기는 6.5년으로 늘어났고, 근일점 거리도 길어졌다. 1941년과 1953년에도 목성에 접근해 근일점 거리와 공전 주기가 변했다. 이러한 접근으로 템펠 1 혜성은 현재 목성과 1:2 궤도 공명 주위에 진동하고 있다.
3. 물리적 특징
템펠 1은 밝은 혜성이 아니며, 발견 이후 가장 밝은 겉보기 등급은 11등급으로 육안으로 관측하기에는 훨씬 못 미친다. 핵의 크기는 7.6x이다. 허블 우주 망원경이 가시광선으로, 스피처 우주 망원경이 적외선으로 측정한 결과, 알베도는 4%로 낮고, 자전 주기는 2일이다. 템펠 1의 핵에서 유출되는 가스에서 전하 교환을 통해 고도로 하전된 태양풍 이온이 전자를 제거하여 X선을 방출하는 것이 관찰되었다.
4. 탐사
템펠 1 혜성은 NASA의 딥 임팩트와 스타더스트-NExT 미션을 통해 두 차례 탐사되었다.
4.1. 딥 임팩트
2005년 딥 임팩트 탐사선은 템펠 1 혜성에 구리로 만들어진 100kg짜리 충돌체를 충돌시키는 실험을 진행했다. 과학자들은 충돌 후 뿜어져 나온 물질을 분석했다.
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2005년 7월 4일 05:52 UTC (동부 일광 절약 시간 01:52), 템펠 1 혜성은 NASA의 딥 임팩트 탐사선과 의도적으로 충돌했다. 이 충돌은 근일점 도달 하루 전에 일어났다. 충돌 장면은 탐사선의 다른 부분에 의해 촬영되었으며, 충돌 지점에서 밝은 분출이 관측되었다. 지구 및 우주 망원경도 이 충돌을 관측하여 밝기가 몇 차수 증가한 것을 확인했다.
충돌로 인해 발생한 먼지 구름 때문에 딥 임팩트 탐사선은 충돌구를 직접 관찰할 수 없었지만, 충돌구의 직경은 100~250미터, 깊이는 30m로 추정되었다. 스피처 우주 망원경은 분출물에서 머리카락보다 가는 먼지 입자를 감지했으며, 규산염, 탄산염, 스멕타이트, 금속 황화물 (예: 바보의 금), 무정형 탄소, 다환 방향족 탄화수소 등 다양한 물질을 발견했다. 또한, 스피처 우주 망원경은 딥 임팩트의 분광기에서 감지된 표면 물 얼음과 일치하는 물 얼음을 분출물에서 발견했다. 이 물 얼음은 핵 주변의 탈휘발성 층인 표면 지각 아래 1m에서 나온 것으로 밝혀졌다.
딥 임팩트 탐사 결과, 수증기 4500톤에 비해 먼지가 압도적으로 많은 것으로 나타났다. 이는 프레드 휘플이 제안한 기존의 혜성 모델인 '더러운 눈덩이 모델'보다 '얼어붙은 진흙 덩어리 모델'이 더 타당할 수 있음을 시사한다.
4.2. 스타더스트-NExT
2011년 스타더스트 탐사선은 딥 임팩트의 충돌로 인한 영향을 조사하고 템펠 1 혜성 표면의 지도를 작성하기 위해 템펠 1 혜성을 다시 방문했다. NASA는 2007년 7월 3일 템펠 1 혜성의 새로운 탐사(NExT) 미션을 승인했는데, 이 저비용 미션에는 2004년 와일드 2 혜성을 연구했던 스타더스트 우주선이 활용되었다. 스타더스트는 템펠 1 혜성에 접근하도록 새로운 궤도로 배치되었고, 2011년 2월 15일 04:42(UTC)에 약 181km 거리까지 근접 비행했다. 이는 혜성을 두 번 방문한 최초의 사례였다.
2011년 2월 15일, NASA 과학자들은 스타더스트의 이미지를 통해 딥 임팩트 충돌로 생성된 분화구를 확인했다. 분화구의 직경은 약 150m로 추정되며, 충돌 시 물질이 분화구로 다시 떨어지면서 생성된 것으로 보이는 밝은 언덕이 중앙에 있었다. NASA에 따르면 충돌체는 분화구를 만들기 위해 19GJ (TNT 4.8톤에 해당)의 운동 에너지를 전달했으며, 이는 충돌체의 질량(370kg)과 충돌 속도(약 10.2km/s)의 조합으로 생성되었다.
근접 비행의 기하학적 구조 덕분에 연구자들은 딥 임팩트 때보다 혜성 핵에 대한 더 많은 3차원 정보를 얻을 수 있었다. 과학자들은 혜성 표면의 융기된 흐름과 유사한 얼음층이 승화로 인해 후퇴하는 것을 빠르게 발견할 수 있었다.
5. 갤러리
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