성간 혜성 3I/ATLAS서 메탄올 다량 검출 [우주로 간다]

천문학자들이 태양계 밖 외계에서 날아와 작년 7월 발견된 세 번째 ‘성간 혜성’ 3I/ATLAS에서 알코올 성분이 비정상적으로 높은 사실을 확인했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다.

연구진은 칠레 아타카마 사막에 위치한 아타카마 대형 밀리미터·서브밀리미터 배열(ALMA) 전파망원경을 이용해 혜성 주변에서 팽창하는 가스 구름을 관측했다. 그 결과 단순 알코올 분자인 메탄올(CH₃OH)의 강한 신호가 검출됐다. 이번 연구 결과는 현재 사전 논문 공개 사이트 아카이브(arXiv)에 공개됐다.

예술가가 상상한 성간 혜성 3I/ATLAS의 모습. 파란색의 메탄올은 혜성의 핵과 코마의 얼음 알갱이에서 흘러나오고, 주황색 시안화수소는 주로 핵에서 방출된다. (이미지=NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss)

3I/ATLAS는 외계에서 태양계로 진입한 뒤 태양에 접근하면서 표면의 얼음이 햇빛에 의해 가열돼 가스와 먼지를 방출했다. 이 물질은 핵 주변에 밝게 빛나는 후광인 코마를 형성했고, 이를 통해 ALMA는 혜성의 화학적 구성을 자세히 분석할 수 있었다.

측정 결과, 메탄올이 우리 태양계 혜성에서 일반적으로 관측되는 비율보다 훨씬 풍부한 것으로 나타났다. 이러한 화학적 불균형은 3I/ATLAS가 우리 태양계 혜성들이 형성된 환경과는 매우 다른 물리적 조건을 지닌 행성계에서 만들어졌을 가능성을 시사한다. 예를 들어 더 낮은 온도나 다른 화학적 조성을 가진 환경에서 형성됐을 수 있다는 것이라고 미국 국립전파천문대(NRAO)는 설명했다.

이번 연구의 주저자 네이선 로스 아메리칸대학교 교수는 “3I/ATLAS를 관측하는 것은 마치 다른 태양계의 지문을 채취하는 것과 같다”며 “관측을 통해 이 혜성이 무엇으로 이루어졌는지 알 수 있는데, 태양계 혜성에서는 흔히 볼 수 없는 방식으로 메탄올이 풍부하게 포함돼 있다”고 말했다.

허블 우주 망원경으로 촬영한 혜성 3I/ATLAS (이미지=NASA/ESA/David Jewitt(UCLA))

메탄올은 우주에서 드문 물질은 아니다. 주로 성간구름 속 얼음 먼지 입자의 표면에서 형성되며, 행성 형성 과정에서 혜성에 흔히 포함된다. 하지만 3I/ATLAS에서 검출된 메탄올의 양은 태양계 혜성에서 관찰되는 비율과 비교했을 때 이례적으로 높은 수준으로 나타났다.

3I/ATLAS는 2025년 7월 소행성 지구충돌경보시스템(ATLAS)에 의해 발견됐다. 이는 성간 공간에서 태양계로 진입한 것으로 확인된 세 번째 천체다. 첫 번째는 2017년 발견된 ‘오우무아무아’, 두 번째는 2019년 발견된 ‘2I/보리소프’로, 두 천체는 전형적인 혜성 형태를 보였다.

3I/ATLAS가 발견된 이후 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경을 비롯해 전 세계 망원경이 이를 관측해왔다. 관측된 이미지에서는 햇빛이 혜성의 얼음을 가열하면서 가스와 먼지를 우주로 방출해 형성된 희미한 코마와 먼지 꼬리가 확인됐다.