이온꼬리 (Ion Tail)
쉽게 풀면
혜성에서 나온 전기를 띤 가스 입자들이 태양풍에 밀려 태양 반대쪽으로 곧게 뻗은 푸른빛 꼬리입니다.
왜 중요한가
이온 꼬리는 혜성 코마의 기체가 태양 자외선에 이온화된 뒤 태양풍 자기장에 실려 태양 반대쪽으로 곧게 뻗은 것으로, 태양풍의 존재를 처음 추론하게 한 관측 대상입니다. 꼬리가 끊어져 떨어져 나가는 단절 현상은 태양풍 자기장의 극성 경계를 혜성이 지날 때 일어나므로, 혜성을 태양풍의 원격 탐침으로 쓰는 셈이 됩니다. 이온화된 일산화탄소가 내는 푸른빛으로 먼지 꼬리와 색으로 구분됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
혜성의 이온꼬리가 흔들리거나 방향이 바뀌는 모습을 관측하면, 눈에 보이지 않는 태양풍이 그 순간 얼마나 세게 어느 방향으로 불고 있었는지 짐작할 수 있다는 뜻이다.
태양풍에 따른 이온꼬리 방향성을 보여준다.
조금 더 깊게 보면
이온 꼬리는 복사압이 아니라 태양풍 자기장의 자기력선에 이온이 묶여 끌려가는 것이라, 먼지 꼬리와 형성 원리가 다릅니다. 태양풍이 빠르고 자기장이 요동치면 꼬리에 매듭과 물결이 생겨 그 이동으로 태양풍 속도를 잴 수 있습니다. 밝기가 먼지 꼬리보다 약해 눈에는 잘 안 보이고 사진에서 두드러지며, 태양 반대 방향이라 혜성의 진행 방향과는 무관합니다. 이온 꼬리는 태양의 복사압이 아니라 태양풍에 실린 자기장의 자기력선에 이온화된 입자가 붙들려 끌려가는 방식으로 형성되므로, 복사압을 주로 받는 먼지 꼬리와는 형성 원리 자체가 다릅니다. 태양풍의 속도가 빠르고 자기장이 요동치는 시기에는 꼬리에 매듭이나 물결 모양의 구조가 생기며, 이 구조가 이동하는 속도를 추적하면 눈에 보이지 않는 태양풍 자체의 속도를 간접적으로 잴 수 있습니다. 이온화된 일산화탄소 분자가 내는 특유의 푸른빛이 이온꼬리의 색을 결정하는데, 이는 태양광을 그대로 반사해 노르스름하게 보이는 먼지꼬리의 색과 뚜렷이 대비되어 두 꼬리를 사진에서 구분하는 실질적 기준이 된다.
주의할 점
이온꼬리는 태양풍에 직접 반응해 형태가 자주 끊어지거나 요동치므로, 먼지꼬리보다 훨씬 형태가 불규칙하고 빠르게 변한다.
이온꼬리는 먼지꼬리보다 밝기가 약해 육안으로는 잘 드러나지 않고 주로 장노출 사진에서 뚜렷하게 나타나며, 태양 반대 방향으로만 뻗기 때문에 혜성 자체의 진행 방향과는 아무런 관련이 없다.