이케야-세키 혜성

이케야-세키 혜성(, , 공식 명칭 C/1965 S1, 1965 VIII, 1965f)은 1965년 9월 18일 일본의 천문학자 이케야 가오루와 세키 쓰토무가 서로 독립적으로 발견한 장주기 혜성이다. 발견 당시에는 망원경을 사용해도 희미하게만 보이는 정도였으나, 궤도 계산 결과 근일점 거리가 태양 표면에서 450,000 km밖에 떨어져 있지 않아, 근일점을 통과하는 10월 21일에 혜성이 굉장히 밝아질 것으로 예상되었다.

혜성의 밝기 예측은 부정확한 경우가 많으나, 이케야-세키 혜성은 예측에서 거의 벗어나지 않았다. 이케야-세키 혜성이 근일점에 접근함에 따라 낮에도 태양 바로 옆에서 분명하게 보일 정도로 밝아졌으며, 근일점 통과 시점이 현지 시간으로 정오였던 일본에서는 겉보기등급 −10까지 밝아졌다. 이케야-세키 혜성은 지난 천 년 동안 보였던 혜성 중 가장 밝았으며, 이로 인해 '1965년의 대혜성'이라는 별칭이 붙어 있다. 근일점 통과 후 핵이 2조각으로 분해되는 것이 관측되었으며, 근일점 통과 후에는 밝기가 급격히 감소하였으나, 10월 말까지는 아침 시간대에 밝은 꼬리와 함께 볼 수 있었다. 1966년 초부터는 혜성이 외태양계로 진입하며 관측할 수 없게 어두워졌다.

발견자 중 한 명인 세키 쓰토무는 지방 신문인 《고치신문》에 〈미지의 별을 구하여〉()라는 이름의 에세이를 연재하고 있었는데, 연재 기간 중 이케야-세키 혜성이 발견되어 큰 화재가 되었다. 이 에세이는 이후 같은 이름의 책으로 발간되어, 일본 내에 많은 천문학 팬을 만드는 데 기여했다는 평가를 받고 있다.

 관측 
 발견 
이케야-세키 혜성의 발견은 1965년 9월 18일, 일본의 아마추어 천문학자인 이케야 가오루와 세키 쓰토무가 서로 독립적으로 발견하였다. 당시는 제24호 태풍 트릭스가 일본을 통과하는 도중이었는데, 이케야는 시즈오카현 하마나군 마이사카정(현 하마마쓰시)에서 태풍의 눈을 통과하는 도중에, 세키는 고치현 고치시에서 태풍이 통과한 후 맑아진 하늘을 이용해 각각 혜성을 발견하였다. 이케야는 직접 제작한 구경 15 cm, 배율 22배의 반사망원경을, 세키는 직접 제작한 구경 8.8 cm, 배율 19배의 굴절망원경을 사용하였다. 두 사람이 혜성을 발견한 시간 차이는 약 15분이었다.

일본 국립천문대는 이케야와 세키에게 혜성을 발견했다는 전보를 수신한 후, 20일 밤에 혜성 관측을 시도했으나, 구름으로 인해 직접 관측하지 못하였다. 하지만 이에 불구하고, 2명이 독립적으로 관측했다면 문제가 없을 것이라고 판단하여, 혜성 발견을 국제천문연맹에 통보하였다.

발견 당시 혜성의 겉보기등급은 8등급이었으며, 알파드에서 서쪽으로 10° 가량 떨어져 있었다. 혜성의 이동 속력은 발견 당시 하루당 약 1°였으나, 태양에 가까워짐에 따라 속력과 밝기가 급증하는 모습이 관측되었다. 스미스소니안 천체물리 천문대의 프레드 위플은 발견 당시의 관측 자료로 궤도를 계산해 이케야-세키 혜성이 선그레이징 혜성이라는 결론을 내렸다.

 근일점 접근 
섬네일|left|1966년 10월 21일, 암스테르담에서 혜성의 근일점 접근을 기다리는 관중.

발견 이후 추가적인 관측 결과, 이케야-세키 혜성의 궤도가 1882년의 대혜성과 굉장히 유사하다는 사실이 드러났는데, 특히 근일점 거리가 0.0079 AU(약 1,200만 km)밖에 되지 않는다는 점이 주목을 받았다. 근일점 통과 이전의 이케야-세키 혜성의 광도곡선도 1882년의 대혜성과 유사하였다. 10월 7일, 이케야-세키 혜성의 겉보기등급은 4등급까지 증가하였으며, 꼬리의 길이는 1°를 넘었다. 10월 중순에는 꼬리의 길이가 10°를 넘기도 하였다.

이케야-세키 혜성이 근일점에 접근함에 따라 하늘에서 보이는 겉보기 위치도 태양에 가까워져, 밝은 하늘에서 혜성을 관측하게 되어 혜성 자체의 밝기를 측정하는 데 어려움을 겪기도 하였으나, 혜성이 밝다는 것 자체는 분명하게 드러났다. 10월 20일 이후에는 낮에도 육안으로 혜성을 무리 없이 볼 수 있을 정도로, 보름달과 비슷한 밝기가 되었다. 꼬리 중 2° 정도는 직접 태양을 가리기만 하면 육안으로도 볼 수 있었으며, 꼬리가 약간 휘어지는 모습도 나타났다.

 근일점 통과 이후 
right|섬네일|1965년 10월 30일에 촬영한 이케야-세키 혜성. 당시 꼬리의 길이는 약 30°였다. 꼬리의 뒤 쪽이 휘어지는 모습도 볼 수 있다.
이케야-세키 혜성의 근일점 통과 시점은 10월 21일 21시 18분(UTC)였다. 지구를 기준으로, 혜성과 태양 사이의 각거리는 수 각분밖에 되지 않았다. 근일점 통과 당시 혜성의 핵이 쪼개지는 모습이 나타났는데, 특히 일본에서는 핵에서 작은 조각 2개가 떨어져 나와 거의 바로 증발하는 모습을 관측하기도 하였다. 근일점 통과 직후부터 혜성의 밝기는 감소하기 시작해, 10월 26일에는 코마가 겉보기등급 3등급까지 어두워졌으나, 꼬리의 길이는 계속 증가해 10월 26일에는 15°, 11월 초에는 30°에 달하기도 하였다. 11월 27일 혜성 코마의 밝기는 7.4등급까지 어두워졌으나, 꼬리는 길이 10° 정도를 유지하며 육안으로 계속 관측할 수 있었다. 혜성의 육안 관측이 불가능해진 것은 대략적으로 12월 초순이 되어서였다.

10월부터 11월 간 하와이 마우나케아산에서 이루어진 관측을 통해서도 이케야-세키 혜성의 밝기 급증과 핵의 파편화가 드러났는데, 특히 촬영한 사진을 통해서는 태양 복사와의 상호작용을 통해 혜성의 핵에 어떠한 물리적 영향이 있는지가 자세히 드러났다.

분열된 핵 조각들은 당초 서로 가까이 있었으나, 11월 6일 경 위치와 밝기가 서로 달라져 분명하게 구분할 수 있을 정도가 되었다. 핵이 쪼개진 후 남은 두 조각은 서로 간의 거리가 점점 증가하였으며, 둘 사이의 상대속력은 대략 이었다. 둘 중 더 밝은 조각이 더 뿌옇게 보이는 특성이 있었다. 천문학자 즈데네크 세카니나와 미국 지질조사국은 각각 핵이 분열된 날짜를 10월 26일로 추정하였는데, 세카니나는 지질조사국의 계산 결과는 다른 조각을 가지고 한 것이라고 주장하였다. 1966년이 되자 두 조각 간의 거리는 1 각분에 달했다.

이케야-세키 혜성의 밝기는 1882년의 대혜성과 굉장히 유사하긴 하였으나, 근일점 통과 후 밝기 감소는 이케야-세키 혜성이 더 급격하였다. 1882년의 대혜성은 근일점 통과 이후 8개월 가량 관측이 가능하였으나, 현존하는 이케야-세키 혜성의 마지막 사진은 1966년 2월 중순에 촬영한 것으로, 이후 혜성의 밝기는 13등급 이하로 떨어졌다. 1966년 3월 중순 미국 해군 천문대 플래그스태프 기지에서 40인치 굴절 망원경을 이용해 60초 노출을 주어 사진 촬영을 시도하였으나, 이케야-세키 혜성을 식별할 수 없을 정도였다.

 특성 
 구조 및 구성 성분 
섬네일|1965년 11월 6일 이케야-세키 혜성의 핵을 6분 간 노출을 주어 촬영한 사진. 핵이 2개로 쪼개져 있는 것을 희미하게 볼 수 있다.

애리조나의 키트 피크 국립천문대의 관측 결과, 이케야-세키 혜성의 코마에서 칼슘, 크로뮴, 코발트, 구리, 철, 망가니즈, 니켈, 나트륨, 바나듐, 사이안화물의 방출선을 검출하였다. 특히 철 이온과 니켈 이온의 방출선을 통해, 근일점 당시 유효온도가 4800 K 정도로 상승했다고 추정하고 있다.

분열 전 이케야-세키 혜성 핵의 반지름은 약 4.3 km 가량이었을 것으로 추정하고 있다.

 궤도 

섬네일|right|250px|크로이츠 혜성군에 속하는 혜성의 계통도.

이케야-세키 혜성은 크로이츠 혜성군에 속하는 선그레이징 혜성이다. 크로이츠 혜성군은 과거 거대한 혜성이 태양에 접근하며 분열한 이후, 분열한 조각들도 분열을 거듭하여 생겨난 혜성의 무리라고 추정하고 있다. 특히 이케야-세키 혜성은 1106년의 대혜성(X/1106 C1)이 분열되어 생겨났다고 추정되며, 이 때 생겨난 것으로 추정되는 다른 대표적인 혜성이 궤도와 광도곡선이 유사했던 1882년의 대혜성이다.

 공동 관측 
이케야-세키 혜성은 밝은 혜성이 태양을 가깝게 스쳐지나간다고 하는, 천문학적으로 굉장히 귀중한 사건이었다. 특히, 혜성의 궤도와 지구가 이루는 각도가 관측에 적절하였다는 우연한 이점도 가지고 있었다. 여러 천문대에서는 분광 관측을 통해 칼슘, 철, 나트륨 이온의 방출선을 감지하였다. 화이트샌즈 미사일 실험장에서는 로켓을 발사해 혜성을 자외선 대역으로 관측한 스펙트로그램을 얻어내기도 하였다.

매사추세츠 공과대학교와 하버드 대학교에서는 혜성의 전파 방출을 감지하려 했으나 아무 결과도 얻지 못했다. 미국 항공우주국이 하와이에서 운용하던 컨베어 990 및 로스앨러모스 국립연구소에서 운용하던 연구용 보잉 707도 이케야-세키 혜성 관측에 투입되었다. 제미니 6A호의 당초 임무 계획에는 이케야-세키 혜성 관측도 포함되어 있었으나, 아제나 표적기 발사 실패로 임무 자체가 연기되며 취소되었다.

엘리자베스 로머는 태평양천문학회 간행물에 수많은 관측 자료를 소개하며 "이케야-세키 혜성의 등장이 혜성물리학의 기념비가 되지 못 할 리가 없을 것이다"고 표현하였다.

 사진 

 각주 
 내용주 

 출처주 

 외부 링크 

 HDR Astrophotography: Simulations Atlas of Past Comets (1900 to 1999) by Nicolas Lefaudeux

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