별 보고싶다

제9행성을 찾기 어려운 이유는 단순히 지구와의 거리가 매우 멀기 때문입니다. 따라서 실제 존재하는지 여부 또한 아직도 미스테리인 것이죠.

스스로 빛을 발하는 항성이 아니기 때문에, 이 행성을 관측하려면 태양빛이 반사된 것을 봐야합니다. 태양빛이 행성까지 도달할때까지 거리(태양-제9행성)의 제곱에 반비례하게 밝기가 감소합니다.

이 빛이 지구에 다시 도달하여야하므로, 한번더 거리(지구-제9행성)의 제곱에 반비례하게 밝기가 감소합니다. 태양-지구 간 거리는 매우 짧으므로 두 거리를 같다고 놓으면 대략 거리의 네제곱에 반비례하게 밝기가 감소함을 알 수 있습니다.

제9행성은 현재 계산상 200 AU ~ 1200 AU 사이의 궤도를 돈다고 추정됩니다. 케플러법칙에 따라 이렇게 긴 타원 궤도를 도는 행성은 대부분의 시간을 원일점 근처에서 보내게 됩니다. 즉 거리가 1000 AU라고 가정을 하고 천왕성과 비슷한 반사율이라고 가정을 하면, 천왕성은 약 20 AU 쯤 존재하므로 거리가 50배가 됩니다. 따라서 지구에서 보는 밝기는 625만배 어둡게 됩니다.

이는 등급으로 바꾸면 17배 어두운 것과 같습니다. 대략 실시등급 22.5정도이며 관측을 통해 행성임을 구별하긴 너무 어려운 밝기입니다. 이 밝기인 몇몇 소행성은 관측 및 구분이 가능하나, 이는 아주 빠르게 움직여서 티가 나기 때문입니다. 제9행성은 지구에서 볼 때 움직임도 매우 느리기 때문에, 우리 은하에 존재하는 수많은 22.5등급 밝기의 그냥 이름없는 하나의 별과 구분하긴 어렵습니다.

SpaceX는 2020년대에만 스푸트니크(Sputnik)이후로 인류가 쏘아올린 총 위성 수의 4.5배나 발사할 예정입니다. 즉 이제 수만개의 위성을 쉽게 발사하고 운영할 수 있게 된 것이죠.

이러한 초대형 위성군(Mega-constellations)이 현실화된 이유는 물론 기술의 발전으로 작은 위성을 만드는게 가능해진 것도 있지만, 가장 큰 장벽이었던 발사 비용이 크게 낮춰진 영향이 큽니다.

우주왕복선 시대에서는 위성 발사 비용은 대략 1파운드당 24,800달러였지만, SpaceX의 Falcon 9 로켓 발사에서는 1파운드 당 고작 1,240달러였습니다.

작년 첫 120개의 스타링크(Starlink) 위성이 발사되었고, 2020년에는 2주마다 60개씩 위성을 쏘아올릴 계획을 세웠습니다. 곧 우리 지구 모든 지역에 인터넷을 공급하기 위한 수천개의 위성이 하늘을 떠다니는 것을 보게 될 겁니다.

물론 제기되는 단점들도 있습니다. 우선 천문학자들은 스타링크 위성이 관측에 방해가 될 것이라 걱정합니다. 더 위험한 것은 위성끼리의 충돌 가능성인데, 충돌이 일어난다면 수백만개의 우주 쓰레기(Space Debris)가 생기는 재앙이 일어날 것입니다. 실제로 작년 9월에 스타링크 위성 하나는 ESA의 기상위성을 아슬아슬하게 스쳐지나가기도 했죠.

어떤 일이 일어나든 스타링크 초대형 위성군이 위성 시장의 미래를 결정짓게 될 확률이 큽니다.

출처: https://www.technologyreview.com/10-breakthrough-technologies/2020/#satellite-mega-constellations

A.

우리 은하의 중심이라 함은, 우리 은하 전체가 어디를 기준으로 공전하느냐로 정의할 수 있겠죠. 천문학에서는 중심이 되는 기준점을 barycenter라고 합니다. 보통 '질량중심'으로 번역됩니다. 개념적으론 중력의 영향에 대한 중심점(gravitational point) 정도 이해하시면 됩니다.

많은 사람들이 우리 은하의 중심에는 초거대블랙홀(supermassive blackhole)인 Sattigarius A*이 있다고 생각합니다. 물론 중심 근처에 블랙홀이 있긴 하지만, 블랙홀 자체가 중심점은 아닙니다. 즉 블랙홀을 기준으로 우리 은하의 천체들이 공전하는 것은 아닌 셈이죠.

참고로 은하 중심에 있는 초거대블랙홀은 은하의 질량에 비하면 매우 미미한 존재입니다. 중심에 초거대블랙홀이 없는 은하도 많습니다. 

여튼 우리 은하는 중심 블랙홀 근처 어딘가에 우리 은하의 barycenter가 있으며, 현재로썬 별다른 천체없이 빈 공간일 것으로 추측됩니다. 이 곳을 중심으로 우리 은하의 모든 천체가 공전하게 됩니다.

태양계 또한 비슷합니다. 태양계 전체의 barycenter는 태양의 중심점이 아니라, 약간 다른 곳에 존재합니다. 

태양계 행성들의 공전으로 인해 질량 분포가 바뀌기 때문에 (주로 목성의 영향이 큼), barycenter 역시 계속 변화하게 됩니다.

태양계의 모든 천체가 이 점을 기준으로 공전합니다. 태양 또한 이 barycenter를 기준으로 공전하게 되며, 따라서 귀엽게 살짝살짝 흔들리면서 공전을 합니다.

최근 발견된 아틀라스(ATLAS) 혜성은 아직 맨눈으로 보긴 어둡지만 점점 밝아질 예정입니다.

2019년 12월 28일 하와이의 ATLAS(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, 소행성 지구충돌 최후 경보 시스템)가 발견하였고, 이를 따서 쉽게 ATLAS라 불리는 듯 하며 정식 명칭은 C/2019 Y4입니다.

최근 겉보기등급 8등급까지 밝아져서 망원경 관측이 가능하기 시작했습니다. 현재 혜성은 화성 궤도 쯤을 지나고 있으며, 점점 태양계 안쪽을 향해 다가오고 있습니다.

이제 곧 쌍안경으로 쉽게 보일 정도로 밝게 될 것이며, 아마 맨눈으로도 볼 수 있을만큼 밝아질 예정입니다. 물론 혜성은 예측하기가 어렵기로 악명높기 때문에, 앞으로 아틀라스 혜성의 행보를 지켜봐야하긴 합니다.

다음달 5월 23일 지구와의 최근접점, 5월 31일 태양과의 최근접점이 올 것으로 예상됩니다.

예측이 맞다면 5월 1일 쯤 겉보기등급 5등급까지 올라가며, 이론적으론 안시관측이 가능해지지만, 혜성의 특성상 주변시(약간 옆을 보면서 관측)를 사용해야 합니다.

겉보기등급이 최대 +2 ~ -6 까지 밝아질 수도 있다고 하는데, 과연 어떻게 될지 한번 지켜봅시다!

위의 궤도를 보면 알 수 있듯이 지구와는 꽤나 멀리 지나가지만, 태양과는 수성 궤도 안쪽으로 꽤나 근접하게 됩니다. 따라서 충분히 밝아지기 전에 태양에 의해 박살날 가능성 또한 존재합니다.

NASA/JPL의 계산에 따르면 아틀라스 혜성의 태양 공전주기는 6,025년이라고 합니다. 1844년의 대혜성의 궤도와 비슷한 점이 있으므르, 1844 대혜성의 파편일 가능성 또한 제기되고 있습니다.

혜성을 관측하려면, 저녁 9시를 기준으로 3월 말부터 북두칠성의 국자 부근에서 시작해 마차부자리의 카펠라 방향으로 고도가 낮아질 것으로 예측됩니다. 

마지막으로 NASA APOD(오늘의 사진)에 올라온 멋진 사진입니다. 왼쪽 위의 민트색이 아틀라스 혜성이며, 오른쪽 아래에 M81, M82 은하가 보입니다. 

A.

화물 우주선(cargo vessel)이 ISS에 도착해 도킹을 하면, 지구로부터 싣고온 화물이 내려짐과 동시에 ISS에 있던 쓰레기들이 화물 우주선에 실리게 됩니다. 이때 배설물 등이 포함이 되죠.

그후 분리된 화물 우주선은 대기 중으로 버려집니다. 우주화물선은 방열장치(heat shield)가 없기 때문에, 대기 진입 과정에서 모두 타버리게 됩니다. 모든 것이 증발돼버려서 지표면에는 어떤 것도 떨어지지 않습니다. 그래도 혹시 몰라서 보통 바다 한가운데로 버려집니다.

우리가 마시는 공기 중에는 소각된 ISS 승무원의 배설물이 포함된 것이죠! ㅎㅎ

A. 2020/02/27

태양은 1초에 질량 약 430만톤을 빛 에너지의 형태로 바꾸고 있습니다.  히로시마에 떨어졌던 원자폭탄 6조개에 맞먹는 에너지이니 어마어마한 양이죠. 하지만 태양의 전체 질량과 비교하면 어떨까요? 정말 아무것도 아닙니다!

태양의 질량은 2 x 10^27 정도인데요, 이정도의 전체질량에 비하면 지금 우주의 나이보다 10배가 더 지나더라도 질량 손해는 채 1% 뿐이 안됩니다.

부수적으로 태양은 태양풍을 통해서도 질량을 계속 잃고 있는데요, 처음 말했던 radiation에 의한 영향의 약 1/3 정도인 초당 150만톤 정도입니다. 

이 둘을 합친다하여도, 태양의 수명 동안 잃게 될 질량은 전체의 0.1%도 되지 않습니다.

재밌는 것은 태양의 수명이 다할 때 쯤이면 이러한 질량 손실이 가속화됩니다. 태양이 점점 부풀어올라서 더 많은 열을 방출하며, 결국엔 그 연료를 다 잃고 천천히 식어가는 백색왜성(white dwarf)로 변하게 됩니다.

출처: https://qr.ae/pNn56g