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[IT뉴스]120억년을 거슬러온 외계 천체…아틀라스혜성 정체 밝혀냈다

온카뱅크관리자

2026-06-24 10:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 곽노필의 미래창 지난해 태양계 방문한 세번째 성간 천체 제임스웹우주망원경으로 정밀 분석 결과 120억년 전 차가운 성운에서 형성된 듯 
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 <img alt="성간 천체 아틀라스혜성(3I/ATLAS)이 태양 근처를 지나면서 혜성의 한쪽 면을 비추는 모습을 상상하여 그린 그림. 태양쪽을 향한 영역의 파란색은 메탄올 가스, 반대쪽 면의 주황색은 시안화수소다. NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100634091akgn.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="HNomNgmjEn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100634091akgn.jpg" width="658">
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 성간 천체 아틀라스혜성(3I/ATLAS)이 태양 근처를 지나면서 혜성의 한쪽 면을 비추는 모습을 상상하여 그린 그림. 태양쪽을 향한 영역의 파란색은 메탄올 가스, 반대쪽 면의 주황색은 시안화수소다. NSF/AUI/NSF NRAO/M.Weiss
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 지난해 인류가 발견한 세번째 성간천체 `아틀라스혜성(3I/ATLAS)의 정체가 드러났다. 성간 천체란 태양계 너머 먼 우주에서 날아온 천체를 말한다.
 미국항공우주국(나사) 고다드우주비행센터가 중심이 된 국제공동연구진은 제임스웹우주망원경(JWST)을 이용해 성간 천체 아틀라스혜성의 화학 조성을 정밀 분석한 결과, 우주 초기인 120억년 전의 천체일 가능성이 높은 것으로 나타났다고 국제학술지 네이처에 발표했다. 인류가 태양계 밖에서 온 성간 천체의 나이와 고향을 구체적으로 밝혀낸 것은 이번이 처음이다.
 지난해 7월 처음 발견된 아틀라스혜성은 지름 2.6km에 이르는 거대한 얼음과 먼지 덩어리로, 지난해 10월 말 태양에 가장 가까이 접근한 뒤 지난 3월 목성 궤도를 통과하고 현재 시속 22만km의 속도로 태양계를 빠져나가가고 있다. 현재 지구와의 거리는 약 14억km다.
 아틀라스혜성은 2017년 발견된 ‘오무아무아(1I/’Oumuamua)’와 2019년 ‘보리소프(2I/Borisov)’에 이어 인류가 포착한 세번째 성간 천체다. 앞선 두 천체는 크기가 1km 미만으로 작고 어두워 분석이 어려웠지만, 아틀라스혜성은 크고 밝은 덕분에 역대가 가장 상세한 분석이 가능했다.
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 <img alt="2025년 7월21일 허블우주망원경이 촬영한 성간 천체 아틀라스혜성. 미국항공우주국 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100635340oyji.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="ZKRAJeAiEJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100635340oyji.jpg" width="658">
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 2025년 7월21일 허블우주망원경이 촬영한 성간 천체 아틀라스혜성. 미국항공우주국 제공
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 중수소·중탄소 비율이 우주 초기와 일치
 연구진은 근일점을 통과한 후 태양에서 멀어지기 시작한 아틀라스혜성을 2025년 12월 제임스웹우주망원경으로 71분 동안 관측하고, 혜성의 얼음핵이 태양빛을 받아 승화한 기체 구름(코마)의 적외선 파장을 정밀 분석했다. 그 결과 이 혜성의 성분은 태양계의 일반적인 혜성과는 완전히 다른 것으로 밝혀졌다.
 결정적인 차이는 탄소와 수소의 ‘동위원소(양성자 수는 같지만 중성자 수가 다른 원소)’ 비율이었다. 우선 아틀라스혜성은 태양계 천체들과 비교했을 때 경탄소(탄소-12) 대비 중탄소(탄소-13) 비율이 크게 낮았다. 경탄소는 우주 초기에 처음 만들어진 것이고, 중성자가 1개 더 많은 중탄소는 우주에서 수많은 별이 태어나고 폭발(초신성 폭발)하는 과정이 반복되면서 서서히 축적되는 원소다. 중탄소가 적다는 건 이 혜성이 우주 초기에 형성되었음을 뜻한다.
 또 이 혜성엔 준중수가 풍부했다. 태양계 혜성에서 관측되는 수치의 약 30배였다. 준중수란 물을 이루는 2개의 수소 원자 중 하나가 중수소(중성자 1개가 있는 수소)인 물이다. 준중수는 온도가 낮고 거대한 별 형성 영역의 방사선이 강한 환경에서 잘 만들어진다. 이는 우주 초기의 특징 가운데 하나다. 따라서 준중수가 많다는 건 이 혜성이 우주 초기의 거대한 별 탄생 지역에서 태어났다는 사실을 뒷받침한다. 
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 <img alt="제임스웹우주망원경의 근적외선분광기(NIRSpec)를 통해 확인한 아틀라스혜성을 구성하고 있는 물질. 왼쪽부터 물, 이산화탄소, 일산화탄소다. 미국항공우주국 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100636575vwnv.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="5ORELiEoId" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/24/hani/20260624100636575vwnv.jpg" width="658">
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 제임스웹우주망원경의 근적외선분광기(NIRSpec)를 통해 확인한 아틀라스혜성을 구성하고 있는 물질. 왼쪽부터 물, 이산화탄소, 일산화탄소다. 미국항공우주국 제공
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 역대 우리가 본 가장 오래된 천체
 연구진은 이를 근거로 아틀라스혜성이 별 형성 활동이 가장 활발했던 100억~120억년 전 온도가 낮고 밀도가 높은 성운 속에서 생겨났을 것으로 추정했다. 연구진은 풍부한 중수소는 이 혜성이 처음 몇년 동안 얼어붙은 상태였음을 보여준다고 밝혔다.
 미셸 배니스터 캔터베리대 교수는 “이전에 추정한 혜성의 나이는 30억년에서 110억년 사이로 모호했는데 새로운 증거를 통해 혜성이 기원이 사실상 확정됐다”며 “이 혜성은 우리가 지금까지 관측한 것 중 가장 오래된 천체”라고 말했다.
 이번 발견은 태양계가 만들어지기 훨씬 전인 120억년 전에도 이미 지구와 같은 행성을 만들 수 있는 구성 요소들이 존재했음을 시사한다.
 독일 율리히슈퍼컴퓨팅센터의 천체물리학자 수잔 팔츠너는 사이언스에 “아무리 성능이 좋은 망원경으로도 고대 외계 항성계의 천체를 직접 관측할 수는 없다”며 “제발로 우리를 찾아와 준 이 성간 혜성이 고대 우주를 증명하는 유일한 단서”라고 말했다.
 연구진은 앞으로는 더 성능 좋은 망원경을 통해 태양계를 방문하는 성간 천체를 더 많이 찾아낼 수 있을 것으로 기대했다. 지난해 10월 공식 관측을 시작한 베라루빈천문대의 경우 앞으로 10년 동안 50개 이상의 성간 천체를 발견할 수 있을 것으로 예상했다. 또 2027년 발사 예정인 근지구천체탐사선(NEOS)도 성간 천체 발견에 도움이 될 것으로 전망했다.
 대럴 셀리그먼 미시건주립대 교수(행성과학)는 사이언스에 “성간 혜성의 상세한 화학 성분을 측정하는 것은 천문학자들의 오랜 꿈이었다”며 “더 많은 천체가 관측된다면 별과 행성 형성 전반에 대한 지식의 지편이 완전히 달라질 것”이라고 말했다.
 *논문 정보
 Isotopic evidence for a cold and distant origin of 3I/ATLAS. Nature (2026). 
 https://doi.org/10.1038/s41586-026-10771-6
 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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