혜성탈가스작용 (Comet Outgassing)
쉽게 풀면
혜성 표면의 얼음이 태양열에 녹지 않고 곧바로 기체로 변해 가스와 먼지를 뿜어내는 현상입니다.
왜 중요한가
가스 방출은 혜성 활동의 근원이므로 그 양과 조성이 혜성 연구의 핵심 측정량입니다. 물 방출률의 태양 거리 의존성은 핵 표면의 열 모형을 시험하고, 가스가 핵을 밀어내는 반작용은 궤도를 미세하게 바꾸어 궤도 계산에 비중력 항으로 들어갑니다. 방출된 분자의 동위원소비, 특히 물의 중수소 비율은 지구 바다의 기원에 혜성이 기여했는지를 가리는 자료로 쓰입니다. 방출되는 물 분자에 포함된 수소의 동위원소인 중수소의 비율은 혜성이 형성된 원반 영역의 화학적 조건을 반영하는 지표로, 지구 바닷물의 기원에 혜성이 얼마나 기여했는지를 가늠하는 핵심 자료로 활용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
혜성이 가스를 뿜어낼 때 생기는 작은 반동힘이 오랜 시간 쌓이면 혜성의 궤도를 중력만으로는 설명할 수 없을 만큼 조금씩 바꿔놓는다는 뜻이다.
가스 방출률 관측 자료로부터 혜성핵 표면의 실제 활성 면적을 추정한 연구 사례를 보여준다.
조금 더 깊게 보면
물 얼음은 태양에서 약 3 AU 안쪽에서 승화를 시작하지만, 그보다 훨씬 먼 거리에서 활동하는 혜성은 이산화탄소나 일산화탄소처럼 더 휘발성 높은 물질이 주도합니다. 방출은 균일하지 않고 자전에 따라 낮 면에서 제트 형태로 터져 나오므로, 순간 방출률과 평균 방출률을 구분해야 합니다. 방출로 인한 핵의 질량 손실은 근일점 통과 때마다 표면을 미터 단위로 깎아 혜성의 수명을 제한합니다. 물 얼음은 태양으로부터 대략 3천문단위 안쪽에 들어서야 본격적으로 승화하기 시작하지만, 그보다 훨씬 먼 거리에서도 활동을 보이는 혜성들은 이산화탄소나 일산화탄소처럼 물보다 훨씬 낮은 온도에서도 증발하는 물질이 방출을 주도하는 것으로 해석됩니다. 방출은 핵 표면 전체에서 고르게 일어나는 것이 아니라 자전에 따라 태양을 향한 낮 쪽 지역에서 제트 형태로 집중적으로 터져 나오므로, 순간적인 방출률과 자전 주기 전체에 걸친 평균 방출률을 구분해서 다뤄야 합니다.
주의할 점
혜성탈가스작용의 세기는 근일점 거리뿐 아니라 핵 표면의 활성 영역 비율에 따라 혜성마다 크게 달라진다.