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템펠 1 혜성

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목차

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.

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템펠 1 혜성
개요
이름9P/템펠
원어 이름9P/Tempel 1 (영어)
다른 이름P/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
딥 임팩트 탐사선의 충돌기가 촬영한 템펠 1 혜성의 핵
딥 임팩트 탐사선의 충돌기가 촬영한 템펠 1 혜성의 핵
발견
발견자빌헬름 템펠
발견일1867년 4월 3일
궤도 요소
역기점2023년 2월 25일
궤도 장반축3.151 AU
근일점 거리1.545 AU (2024년 목성 접근 후 1.77 AU)
원일점 거리4.757 AU
궤도 이심률0.5097
공전 주기5.59년
궤도 경사10.474°
승교점 경도68.64°
근일점 인수179.54°
지구 최소 궤도 교차 거리0.52 AU (77,798,899.2 킬로미터)
마지막 근일점 통과2022년 3월 4일
다음 근일점 통과2028년 2월 12일
물리적 특성
크기7.6 km × 4.9 km
밀도0.62 g/cm3
질량7.2×1013 ~ 7.9×1013 kg
자전 주기40.7 시간
알베도0.04 - 0.05
탐사
2005년 5월 30일에 디프 임팩트 탐사선에 의해 촬영된 템펠 제1혜성
2005년 5월 30일에 디프 임팩트 탐사선에 의해 촬영된 템펠 제1혜성
디프 임팩트의 충돌체로부터 촬영된 템펠 제1혜성의 핵
디프 임팩트의 충돌체로부터 촬영된 템펠 제1혜성의 핵
충격 탄환 충돌 영상
충격 탄환 충돌 영상

2. 발견 및 궤도 변화

''딥 임팩트''가 촬영한 이미지에서 템펠 1 혜성의 분화구와 같은 특징 상세 모습


템펠 1 혜성은 1867년 4월 3일 마르세유에서 빌헬름 템펠이 발견했다. 발견 당시 혜성은 5.68년마다 근일점에 도달했다(9P/1867 G1 및 1867 II).[6][7] 이후 1873년(9P/1873 G1, 1873 I, 1873a)과 1879년(1879 III, 1879b)에 관측되었다.[8]

1881년에 목성에 0.55 AU로 접근하면서 궤도 주기가 6.5년으로 길어졌고, 근일점도 5천만 킬로미터 증가한 2.1 AU가 되었다.[9] 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).[9] 1972년 1월 11일, 엘리자베스 로머와 L. M. 본이 스튜어드 천문대에서 혜성을 재발견했고(9P/1972 A1, 1972 V, 1972a),[9] 5월에는 최대 11등급 밝기에 도달했으며, 7월 10일까지 관측되었다. 그 이후로 템펠 1 혜성은 5.5년 주기로 회귀할 때마다 관측되고 있다.[9]

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.[9] 1941년과 1953년에도 목성에 접근해 근일점 거리와 공전 주기가 변했다.[9] 이러한 접근으로 템펠 1 혜성은 현재 목성과 1:2 궤도 공명 주위에 진동하고 있다.[9]

3. 물리적 특징



템펠 1은 밝은 혜성이 아니며, 발견 이후 가장 밝은 겉보기 등급은 11등급으로 육안으로 관측하기에는 훨씬 못 미친다. 핵의 크기는 7.6x이다.[2][3] 허블 우주 망원경이 가시광선으로[10], 스피처 우주 망원경이 적외선으로[17] 측정한 결과, 알베도는 4%로 낮고, 자전 주기는 2일이다.[11] 템펠 1의 핵에서 유출되는 가스에서 전하 교환을 통해 고도로 하전된 태양풍 이온이 전자를 제거하여 X선을 방출하는 것이 관찰되었다.[23]

4. 탐사

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''Stardust'' 궤적 (1999년 2월 7일 ~ 2011년 4월 7일)


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.

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,[12] 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.[18] 또한, 스피처 우주 망원경은 ''딥 임팩트''의 분광기에서 감지된 표면 물 얼음과 일치하는 물 얼음을 분출물에서 발견했다.[19] 이 물 얼음은 핵 주변의 탈휘발성 층인 표면 지각 아래 1m에서 나온 것으로 밝혀졌다.[19]

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.[18]

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.[5] 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.[13] 이는 혜성을 두 번 방문한 최초의 사례였다.

''Deep Impact''와 ''Stardust''의 전후 비교 이미지. 오른쪽 이미지에서 ''Deep Impact''에 의해 형성된 분화구를 볼 수 있다.


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.[14] 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.[15]

근접 비행의 기하학적 구조 덕분에 연구자들은 딥 임팩트 때보다 혜성 핵에 대한 더 많은 3차원 정보를 얻을 수 있었다.[5] 과학자들은 혜성 표면의 융기된 흐름과 유사한 얼음층이 승화로 인해 후퇴하는 것을 빠르게 발견할 수 있었다.[16]

템펠 1 혜성의 변화. 딥 임팩트(위)와 스타더스트(아래)의 사진을 비교하면, 혜성이 태양 주위를 한 바퀴 공전하는 동안 휘발성 물질이 기화되면서 움푹 들어간 곳이 여러 개 있던 장소가 합쳐져 큰 움푹 들어간 곳이 된 것을 알 수 있다.

5. 갤러리

2011년 ''스타더스트'' 우주선이 촬영한 템펠 1 혜성


참조

[1] 간행물 9p
[2] 웹사이트 JPL Small-Body Database Browser: 9P/Tempel 1 https://ssd.jpl.nasa[...] 2008-12-16
[3] 웹사이트 Comet 9P/Tempel 1 http://www.planetary[...] The Planetary Society 2008-12-16
[4] 웹사이트 Small Body Density and Porosity: New Data, New Insights http://www.lpi.usra.[...] Lunar and Planetary Science XXXVII 2008-12-16
[5] 문서
[6] 웹사이트 In Depth {{!}} 9P/Tempel 1 https://solarsystem.[...] 2022-08-04
[7] 웹사이트 Tempel 1: Biography of a comet https://www.esa.int/[...] 2022-08-04
[8] 웹사이트 The History of Tempel 1, the 'Deep Impact' Target https://www.space.co[...] 2022-08-04
[9] 웹사이트 9P/Tempel 1 http://cometography.[...] 2023-04-18
[10] 웹사이트 Deep Impact – Exploring the Interior of a Comet http://deepimpact.um[...]
[11] 웹사이트 Space Telescopes Sharpen View of Comet for UM-Led Deep Impact http://www.newswise.[...] 2018-01-10
[12] 웹사이트 Stardust prepares for a first-second look at a comet: Tempel 1 on February 14 http://www.planetary[...] The Planetary Society 2011-02-19
[13] 웹사이트 NASA's ''Stardust'' Spacecraft Completes Comet Flyby http://stardustnext.[...] JPL 2011-02-16
[14] 웹사이트 Tempel 1 Impact Site http://www.nasa.gov/[...] NASA 2011-02-16
[15] 웹사이트 The Deep Impact Spacecraft https://www.nasa.gov[...]
[16] 웹사이트 Some early scientific impressions of ''Stardust''#REDIRECT \n{{Redirect category shell|\n{{R from move}}\n}}s Tempel 1 flyby http://planetary.org[...] The Planetary Society 2011-02-16
[17] 논문 Rotationally Resolved 8-35 Micron Spitzer Space Telescope Observations of the Nucleus of Comet 9P/Tempel 1 2005
[18] 논문 Spitzer Spectral Observations of the Deep Impact Ejecta https://resolver.cal[...] 2006
[19] 논문 The distribution of water ice in the interior of Comet Tempel 1 http://www.planetary[...] 2007
[20] 웹사이트 Horizons Batch for 9P/Tempel 1 (90000191) on 2028-Feb-12 https://ssd.jpl.nasa[...] JPL Horizons 2022-06-15
[21] 웹사이트 Horizons Batch for 9P/Tempel 1 on 2084-Oct-14 https://ssd.jpl.nasa[...] JPL Horizons 2023-07-12
[22] 웹사이트 9P/Tempel http://jcometobs.web[...] 2023-07-19
[23] 논문 Chandra observations of Comet 9P/Tempel 1 during the Deep Impact campaign 2007
[24] 웹인용 JPL Small-Body Database Browser: 9P/Tempel 1 http://ssd.jpl.nasa.[...] 2008-12-16
[25] 웹인용 Comet 9P/Tempel 1 http://www.planetary[...] The Planetary Society 2008-12-16
[26] 웹인용 Small Body Density and Porosity: New Data, New Insights http://www.lpi.usra.[...] Lunar and Planetary Science XXXVII 2008-12-16


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