다시 찾아온 천체 방문객

핼리 혜성—하나님께 영광을 돌림

하나님께서 별들이 빛나는 하늘에 두신 모든 휘황 찬란한 것들 가운데서, 장엄하게 꼬리를 하늘에 휘날리면서 출현하는 커다란 혜성이 가장 웅장한 것으로 갈채를 받아왔다. 현재 살아 있는 사람들 중에서 1910년에 본 핼리 혜성의 장관을 기억하고 있는 사람들은 얼마 안 된다. 그러나 그후 세 세대가 그것의 명성을 들어 왔다. 그리고 많은 사람들은 그것이 다시 찾아 오는 것을 살아서 보기를 희망해 왔다.

76년이 지난 이제, 핼리 혜성이 그 약속을 지키기 위해 다시 오고 있다. 천문학자들은 이미 그것을 찾아냈다. 그들은 3년 전에 팔로마 산에서 거대한 망원경으로 촬영한 사진에서 그것을 처음으로 식별해 냈다. 그들은, 그것이 우리 모두가 볼 수 있는 곳으로 접근해 오는 것을 계속 면밀히 지켜볼 것이다.

핼리 혜성은, 이번에는 과거에 방문했을 때와는 아주 다른 영접을 받게 될 것이다. 1910년에는 상상조차 못한 기술의 진보로 인하여 핼리 혜성을 마중하기 위하여 카메라와 기구들을 외계로 보내는 것이 가능하게 되었다. 재작년 12월에 이미 소련에서 두대의 우주선을 발사하였고, 작년 7월에는 유럽과 일본에서 금년 4월에 핼리의 진로와 교차시키기 위해 각각 한대씩 두대의 우주선을 궤도에 진입시켰다. 이렇게 하여, 과학자들은 이 장관을 훨씬 더 잘 알게 되기를 희망하고 있지만, 이 하늘의 신비를 거의 이해하지 못하고 있는 실정이다.

그러나 이번에 핼리 혜성이 나타나는 일은 1910년의 그것과 같을 것을 기대하지 말라는 주의를 받고 있다. 일부 천문학자들은 이번의 출현은 2,000년 만의 가장 실망적인 것일지도 모른다는 주장까지 하고 있다. 혜성이 나타날 때마다 모양이 다른 이유는 무엇인가? 그것은 주로 혜성이 지날 때의 지구의 궤도상의 위치에 달려 있다. 물론, 가까우면 가까울수록 우리는 혜성을 더 잘 볼 수 있다. 또한, 혜성과 태양이 이루는 각도가 크면 클수록 혜성이 밤 하늘에 머무는 시간은 길어질 것이다. 핼리 혜성이 1986년 2월 9일에 태양과 가장 가까운 거리 즉 근일점에 이르러 절정의 묘기를 연출할 때, 이 지구는 태양의 거의 정반대 편에 있게 될 것이다. 그것은 이 혜성이 태양의 바로 뒷편에 있는 동안 지구로부터 가장 먼 거리, 즉 거의 150,000,000마일a이나 떨어져 있을 것을 의미한다! 그것은 있을 수 있는 최악의 위치 배열이다.

하지만, 이 혜성은 근일점에 이르기 전이나 후에 우리에게 보다 가까이 지나가면서 여러 달 동안 지구의 궤도 안에 들어와 있을 것이다. 혜성이 궤도 안에 있을 때는 북반구에 사는 사람들이 관찰하기에 좋은 위치가 될 것이다. 그러나 그때는 혜성이 그리 밝지는 않을 것이다. 혜성이 궤도를 떠나갈 때가 더 밝고 지구에서 더 가까운 거리를 지나갈 것이다. 그때는 혜성이 남쪽 하늘 높은 곳에 있지만, 북쪽의 관찰자들에게는 그 위치가 그리 좋지 않을 것이다.

핼리 혜성이 가장 유명한 이유는 무엇인가?

이것은 오랜 세월에 걸쳐 하늘을 단장해 온 여러 개의 혜성들 중 하나에 불과하지 않은가? 혜성은 그리 희귀한 것이 아니다. 1년 중 특정한 때가 되면 보통 하늘에는 적어도 한 두개의 혜성이 나타나며, 12개 혹은 그 이상의 혜성들을 볼 수도 있다. 그러나 이들은 대부분 먼 거리에 있기 때문에 망원경을 통해서만이 관찰이 가능하며, 뿌연 다소 보풀로 덮인 별처럼 보인다. 단지 특별한 경우에만 육안으로 볼 수 있을 만큼 가깝게 접근해 온다. 실로 장관을 이루는 혜성이 투명하고 기다란 꼬리를 우아하게 하늘에 휘날리면서 출현하는 일은 드물다. 19세기에 6개의 그러한 혜성이 핼리 혜성과 맞먹거나 능가하는 찬란함을 전시하면서 나타났었다.

그러나, “혜성”이란 말을 들으면 보통 사람들은 즉시 핼리 혜성을 생각하게 된다. 그 이유는 무엇인가? 1910년에 출현한 핼리 혜성은 참으로 금세기 최대의 장관을 연출하였다. 그 이후 몇개의 밝은 혜성이 나타났지만, 핼리 혜성의 영광과 맞먹는 것은 하나도 없었다.

그러나, 그 휘황찬란함은 차치하고라도, 이 혜성은 주기적으로 정기적인 계획표에 따라 다시 찾아 오는 방문객임이 처음으로 인정되어 그 독특한 명성을 얻게 된 것이다. 영국의 천문학자 에드몬드 핼리가 그러한 놀라운 발견을 하게 되었다. 핼리(해일리가 아님)는 아이삭 뉴우튼의 친구였다. 그는 이전에 관측된 혜성들의 궤도를 산출해 내기 위하여 뉴우튼의 새로운 중력 이론과 타원 행성 궤도 이론을 이용하였다. 핼리는 1531년과 1607년에 출현한 그 역사적인 두 혜성의 진로와 그가 1682년에 직접 관찰한 세번째 것의 진로가 매우 흡사하다는 것을 알게 되었다. 이것은 우연의 일치에 불과하였는가? 그렇지 않았다. 그는 그것들이 모두 75년마다 다시 찾아오는 같은 혜성이라고 추정하였다. 그는 그 혜성이 1758년경에 다시 출현할 것이라고 예언하였다.

핼리는 살아서 그 혜성을 보지 못했다. 그는 1742년에 향년 86세로 사망하였다. 그러나 그의 예언은 적중하여, 그 혜성은 1758년에 세계 무대에 출현하였다. 그것은 1758년 12월에 독일의 어느 농부에 의해 맨 먼저 목격되었고, 1759년 3월에 근일점에 이르렀다. 이 혜성에는 즉시 핼리란 이름이 붙여졌으며, 지금까지 그 이름이 알려 지게 되었다.

이렇게 하여 핼리 혜성은 태양계의 선의의 일원으로 인정되었다. 앞서 출현한 다른 혜성들을 식별해 내는 일이 가능하였는가? 그렇게 특출한 물체가 앞서 여러 차례 방문했는데, 눈에 띄지 않을리가 없었다. 핼리 자신은 1456년의 그 혜성이 그 이전의 혜성들과 같은 것임에 틀림없다는 것을 지적하였다. 역사 기록을 들추어 본 후에, 학자들은 그 이전에 일찌기 기원전 240년까지 소급하여 23번의 회귀(回歸) 하나하나가 목격되었었다는 것을 알게 되었다. 기원전 240년에는 중국의 천문학자들이 관측하였다고 보고하였다. 따라서 이번의 출현은 2천년 이상 동안 75 내지 78년마다 끊어지지 않은 연속 30번째 관측인 셈이 된다.

태양계의 방랑자

핼리 혜성은 높은 궤도를 타고 질주한다. 그것은 원 궤도가 아니라 좁고 긴 타원 궤도이다. 그 궤도는 금성으로부터 해왕성까지 모든 행성의 궤도를 거치면서 만들어진다. 이 혜성이 근일점에 이르면 태양으로부터의 거리가 단지 54,000,000 마일이지만, 가장 먼 거리에 있을 때 그 거리는 30억 마일이 넘는다.

이 혜성이 목성의 거리 정도로 다가왔을 때, 망원경의 시계 안에 들어 온다. 그리고 그것이 화성의 궤도를 지난 다음에는, 육안의 가시거리 안에 있게 된다. 이 때쯤부터 꼬리가 형성되기 시작한다. 이 혜성이 태양에 가까이 감에 따라, 그 꼬리는 더욱 커진다. 태양풍과 태양 방사열에 의해 나부끼는 그 꼬리는 언제나 태양의 반대 방향을 가리킨다.

혜성 관찰자들을 위한 몇 마디 조언

언제 그리고 어디서 혜성을 볼 것을 기대할 수 있는가? 혜성을 볼 수 있을 것인지 그리고 혜성이 얼마나 밝게 보일 것인지는 여러 가지 요인에 좌우된다. 그것이 태양에 너무 가깝지 않을 때, 새벽의 동트기 전이나 저녁놀이 진 후에 보아야 한다. 하늘의 어둡기 정도가 한 가지 중요한 요인이다. 도시의 환한 조명은 관찰에 방해가 될 것이다. 독자가 사는 곳에서는 맑은 날 밤에 ‘은하수’를 선명하게 볼 수 있는가? 만일 그렇지 않다면, 그런 곳을 찾아야 한다. 그래야 혜성을 가장 잘 볼 것을 기대할 수 있다.

밝은 달빛은 혜성의 희미한 빛을 압도해 버린다. 그것은 달이 지평선을 넘어갔을 때나 초승달일 때의 며칠 동안 가장 잘 보일 것이다. 또한 혜성은 안개와 먼지에 가리지 않을 만큼 하늘 높이 떠 있어야 한다. 그것이 떠 있는 높이는 독자가 적도의 북쪽이나 남쪽에 위치한 위도에 따라 다를 것이다. 마지막으로, 날씨는 어떠해야 하는가? 구름낀 하늘은 독자의 소중한 계획을 망쳐 놓을 것이다.

이러한 모든 것을 고려한 다음에, 관찰 시간은 언제로 잡아야 하는가? 이 혜성은 작년 12월에 육안으로 볼 수 있었다. 북반구에서는 보기가 더 용이하다. 그것은 남서쪽의 밤 하늘에 높이 떠 있었다. 작년 12월 초에 만월이 하늘에서 사라진 후, 두 주일 동안 하늘은 캄캄하였다. 이 단계에서는 찬란한 광경을 볼 것을 기대할 수 없었다. 밤마다 서쪽으로 이동하는 뿌연, 보풀로 덮인 광채를 찾아내야 하였다.

작년 12월 말쯤에 다시 만월 문제로 방해를 받지 않게 되었다. 그 무렵 혜성은 더욱 밝게 빛을 내었고, 꼬리가 보였다. 그러나 그것은 서쪽 지평선에 더욱 가깝게 접근하였다. 1월 하순에 그것은 저녁놀 속으로 가라 앉아 시야에서 사라졌는데, 그것은 태양과 만나기 위한 여행을 떠났기 때문이다.

쌍안경을 가지고 있는가?

특히 혜성이 다가오고 있을 때 쌍안경을 사용하면, 그것을 구경하고 그 진가를 아는 데 크게 도움이 될 것이다. 전문 관찰자가 아닌 사람들에게는 시계가 넓은 망원경이 더 좋다. 쌍안경을 사용하면, 그것이 육안의 가시거리 안에 들어 오기 전에라도 볼 수 있다. 물론, 관찰이 가능한 장소를 알고 있어야 한다. 그것을 관찰할 수 있는 좋은 기회는 11월 15일부터 17일 사이였다. 그때, 그것은 그 유명한 플레이아데스b의 정남쪽을 지나갔었다. 16일에 그것은 같은 시계 안에서 플레이아데스와 함께 볼 수 있는 가장 가까운 거리에 있었다. 보풀로 덮인 별을 찾아내고 부근의 다른 별들 가운데서 그 위치를 기록해 두었다면, 그리고 한 두 시간이 지난 후에 다시 그 별을 보고, 그것이 서쪽으로 이동을 했는지 알아보았다면, 그리고 만일 이동했다면, 당신은 그렇게 오랫동안 기다려왔던 핼리 혜성을 구경한 셈이다.

핼리 혜성은 근일점을 지난 다음, 4월 초에 틀림없이 힘과 밝기에 있어서 최고의 상태에 이르게 될 것이다. 그 이전이라도 3월에는, 일출 전의 하늘에서 그것의 꼬리가 먼저 떠오르는 것을 볼 수 있을 것이다. 일본, 미국, 유럽 등 북쪽에 위치한 나라들에서 구경하는 사람들에게는 실망스럽게도, 그것은 남쪽 하늘에 나지막하게 떠 있을 것이다. 그러나 남 아메리카, 남 아프리카, 오스트레일리아에 있는 관찰자들은 찬란한 광경을 볼 수 있을 것이다. 4월 첫째 주에, 핼리는 틀림없이 하늘 높이 천정(天頂)을 가로 질러 반원을 그리는 꼬리를 휘날리면서 그 절정을 이룰 것이다. 달은 마지막 4분지 1 위상에 있을 것이고, 9일에 그믐달이 초승달로 넘어가기 위해 작아짐에 따라, 더욱더 어두워진 밤 하늘은 하늘로부터 찾아오는 이 방문객의 그 모든 찬란함을 구경할 최상의 배경이 되어 줄 것이다.

혜성이 그러한 광경을 연출하게 하는 것은 무엇인가?

하늘에서 펼쳐지는 이 놀라운 광경으로 흥미진진해진 나머지, 별들 및 행성들과는 너무나 다른 이 신비스러운 물체에 대하여 당연히 여러 가지 의문이 생길 것이다. 혜성이란 무엇인가? 그것은 어디서 오는 것인가? 가까이 가서 보면, 실제 모양은 어떠한가? 그 꼬리는 무엇으로 만들어지는가? 그것이 태양에 접근하였다가 떠나갈 때, 그러한 주목할 만한 변화가 일어나는 이유는 무엇인가?

여러 세대에 걸쳐 천문학자들은 이러한 질문들에 사로잡혀 왔다. 그러나 지금까지도 그 대답들은 아주 불확실하고 추측에 불과한 것들이다. 혜성이 가까이 다가와서 우리가 망원경을 통해 몇 가지 자세한 특징들을 살펴 볼 수 있게 될 때, 그 머리(핵)는 성운상(星雲狀, 코마)에 싸여 있기 때문에 우리가 볼 수 있는 것은 흐릿한, 보풀로 덮인 공 모양뿐이다. 코마에서 나오는 빛을 분광기로 분석해 보면, 그것이 수증기, 암모니아, 메탄, 시아노겐 등으로 구성되어 있음을 알 수 있다. 또한 보통 금속 원자들 즉 철, 니켈, 망간, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등이 들어 있다는 것도 밝혀졌다. 이러한 것들이 모두 태양의 방사열에 의해 코마로부터 끌려나와 꼬리를 만드는 것이다. 그 꼬리는 코마처럼 형광 작용과 햇빛의 반사로 빛을 낸다.

혜성의 크기는 어마어마하다. 코마는 흔히 행성들보다 크며, 때때로 심지어 태양의 크기 만한 것도 있다. 혜성들의 꼬리는 길이가 수천만 마일이나 된다. 그 길이가 1억마일이 넘어 이 지구에서 태양까지 닿을 만큼 긴 것도 있었다. 하지만 고체로 된 핵은 그에 비하면 자그마하다. 아마 직경이 몇 마일을 넘지 않을 것이다.

그 작은 핵에 걸맞게, 혜성의 전체 무게는 이 지구보다 수십억배나 가볍다. 하늘을 온통 덮고 있는 것같이 보이는 혜성의 커다란 꼬리에는 물질이 거의 없어 별빛이 그 속으로 비칠 정도이다. 그곳은 인간이 만들어낼 수 있는 어떠한 진공 상태 보다도 더 순수한 진공 상태이다. 이 점을 인식한 후로는, 지구가 혜성의 꼬리 속으로 들어가게 되면 재난이 초래될지도 모른다는 이전의 공포는 가라앉게 되었다. 지난번에 핼리 혜성이 이 지구를 방문했을 때는, 그러한 막연한 공포가 널리 퍼져 있었다. 사람들은 그 꼬리 속의 유독 가스가 대기를 오염시킬 것이라고 생각한 나머지 공포에 질려, 1910년 5월 18일 그 운명의 날이 오기 전에 자신을 보호할 궁리를 하였다. 그러나 그 혜성의 꼬리가 지구 바로 위를 스치고 갔지만, 그런 영향은 조금도 느낄 수 없었다.

혜성의 탄생과 죽음

한때 혜성들을 외계 별들의 세계로부터 찾아오는 방문객이라고 생각한 적이 있었다. 가끔, 목성과 같은 큰 행성에 너무 근접하여 지나갔기 때문에 우리 태양계 내의 닫힌 타원 궤도 안으로 끌려 들어오는 혜성도 있다. 하지만, 보다 최근의 연구 결과는, 혜성들이 태양계의 다른 성원들처럼 인력에 의해 태양에 매여 있다는 것을 암시하는 것 같다. 때때로, 혜성들이 끝이 열린, 즉 쌍곡선 궤도로 돌진해 들어 가는 경우가 있는데, 그러한 것들은 태양계를 영원히 떠나게 된다.

혜성에 관한 최근의 인기있는 이론에 따르면, 핵은 얼음 덩어리, 메탄, 암모니아, 그리고 금속 원소들을 함유한 고체 입자들이 혼합되어 만들어진 “더러운 눈 덩이”로 묘사되고 있다. 혜성은 태양에 근접해 가면서, 승화되어 수증기를 발산하고, 먼지 입자들을 내뿜어 성운상의 코마를 형성한다. 수증기와 먼지는 태양에 가까와지면 입자들이 태양풍과 태양 방사열에 의해 코마에서 날려가면서 꼬리를 만든다.

이번에 핼리가 통과하는 동안, 천문학자들은 이러한 생각이 얼마나 정확한 것인지 알아내고자 한다. 이 혜성 주위로 쏘아 올린 우주 탐사선으로, 그들은 근접 사진을 촬영하고 측정을 하게 할 것이다. 이렇게 하여, 그들은 혜성들에 대한 신비의 얼마를 벗길 것을 기대하고 있다.

혜성들은 영원한 것이 아니다. 그것들은 시간을 재기 위해 의존할 만한 것이 못된다. 혜성의 진행 계획은 그것의 진로 가까이에 있는 행성들의 반복되는 인력으로 인하여 변하기 때문이다. 사실상, 가깝게 지나갈 경우, 마치 보이저 우주선의 경우 일부러 그랬던 것처럼, 그것은 태양계로부터 영원히 튀어나가 버릴 수 있다. 또한 주기 혜성은 노화를 겪는다. 그것이 태양을 지나갈 때마다, 코마와 꼬리를 다시 만들기 위해 물질을 얼마씩 소모하게 된다. 일부 단주기 혜성들은 반복적인 순회 여행을 한 다음에 운석을 뿌리면서 사라졌으며, 아무 것도 남기지 않았다. 핼리 혜성은 수십차례 순회 여행을 하고도 광채를 그리 많이 잃지 않을 만큼 큰 것이지만, 이것도 결국은 그 끝에 이르고 말 것이다.

혜성들은 창조주께 영광을 돌린다.

핼리 혜성을 보면서, 성서 시편 19편을 생각해 보라. 확실히 이 혜성은 무언의 휘황찬란함 가운데서도 묵묵히 하나님의 영광을 선포하는 하늘의 경이 중 하나이다.

[각주]

[17면 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

핼리 혜성의 타원 궤도

해왕성 궤도

천왕성 궤도

토성 궤도

[도해]

흰 네모안은 혜성의 궤도 중 지구에서 볼 수 있는 부분을 가리킨다

목성 궤도

화성 궤도

지구 궤도

태양

근일점