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| 오르트 구름의 상상도[1] |
1. 개요
Oort cloud오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있다고 여겨지는 가상의 천체집단을 말한다. 네덜란드의 천문학자 얀 오르트(Jan Hendrik Oort, 1900~1992)[2]가 장주기 혜성과 비주기 혜성의 기원으로 발표하여 처음 붙여진 이름이다.
오르트 구름의 존재를 고려한다면 태양계의 범위는 일반 대중이 흔히 생각하는 범위보다 아주 많이 커진다. 보통 태양계의 끝 하면 떠올리는 명왕성 언저리 정도는 아득하게 초월하는 수준이다. 어느 정도냐면 현 시점에서 지구로부터 가장 멀리 날아간 우주 탐사선인 보이저 1호가 오르트 구름 안쪽 경계에 도달하는 것이 2310년쯤이며, 오르트 구름을 완전히 벗어나려면 대략 3만 년의 시간이 걸린다.
광속으로 표현하자면, 태양에서 빛(광자)이 출발해 오르트 구름에 도달하는 데는 10일 내지 28일이 걸리며, 그 광자가 오르트 구름을 뚫고 나가는 데는 1년 반이 걸린다.
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| 대충 이런 느낌. 중심에 있는 작은 점이 태양계 전체이며, 이를 둘러싼 거대한 영역이 오르트 구름이다. |
2. 기본 가설
장주기 혜성이 태양계 끝자락에 존재하는 일종의 "구름층"에서 온다는 가설을 처음 세운 것은 1932년 에스토니아의 천문학자 에른스트 외피크(Ernst Julius Öpik, 1893–1985)였는데, 이와는 별개로 네덜란드의 천문학자 얀 오르트가 정리하여 발표한 가설이 우리가 알고있는 오르트 구름 가설이다.오르트 구름 가설은 혜성의 기본적인 성질에서부터 시작하는데, 혜성의 궤도는 근본적으로 불안정하기 때문에 결국 태양과 충돌하거나 태양계 밖으로 완전히 튕겨나갈 수밖에 없고 태양에 접근할 때마다 아예 증발해버리기도 한다. 이를 통해 혜성이 일반적인 행성 궤도에서 형성된 천체일 수 없음을 알 수 있다. 여기서 태양계 외곽 어딘가에 작은 천체들이 모여있는 장소가 있고, 외부의 영향[3]으로 인해 이러한 작은 천체가 원래 위치를 이탈하면서 혜성이 된다는 것이 오르트 구름 가설의 기본이다. 이는 장주기 혜성 및 비주기 혜성의 근원을 설명할 수 있다는 점에서 연구가치가 있다.
3. 천체의 특징
오르트 구름 내의 천체들은 하나하나의 크기가 매우 작아 대부분 먼지나 얼음 조각들이다. 가령 직경이 50km 정도면 큰 편인 천체라고 한다. 그 까닭에 바깥쪽의 오르트 구름에는 천체가 수 조개 정도 있는 것으로 추정되지만 질량을 모두 합해도 겨우 지구의 5배 정도밖에 안 된다고 추정된다.[4] 이와 같이 이곳의 공간도 분포하는 천체 수에 비해 너무나도 넓기 때문에 실제로는 구름이라고는 생각하기 힘들 정도로 옅다. 만약 초속 30km 속도의 우주선으로 이곳을 여행한다면 일주일에 자갈 1개를 발견할 정도의 밀도이다.이처럼 거리도 멀고 천체의 크기도 비교적 작아서 실존 여부를 실제로 확인하지는 못했다. 하지만 단지 직접 관측해서 확인하지 못한 것일 뿐, 혜성의 궤도장반경과 궤도경사각의 통계에 의거하여 존재를 추정하였고, 그 존재가 거의 확실시 되어 있다.
페르세우스자리의 베타별인 알골은 총 질량이 태양의 5.8배인 삼중성계이며, 현재 지구에서 92.8광년 떨어진 거리에 있지만 730만년 전에는 현재 거리보다 훨씬 가까운 9.8광년까지 접근했었다. 9.8광년은 그리 가까운 거리는 아니지만 알골의 총 질량을 고려했을 때 오르트 구름과 약하게나마 섭동[5]했을 가능성이 있다. 다음 오르트 구름과 섭동할 가능성이 가장 큰 별은 현재 지구에서 63광년 떨어진 글리제 710이다. 이 별은 태양 질량의 60%정도 되는 K형 주계열성이며, 2018년 유럽우주기구 가이아 탐사선 데이터에 의하면 약 128만 년 후에는 지구에 0.22광년까지 접근하여 오르트 구름을 뒤흔들 것으로 보인다.[6]
3.1. 안쪽 오르트 구름(힐스 구름)
오르트 구름을 좀더 세분화 하여 두 영역으로 나누기도 하는데, 약 20000~30000AU(천문단위) 를 기준으로 안쪽 오르트 구름(inner Oort cloud)으로 분류한다. 안쪽 오르트 구름은 힐스 구름이라고도 하는데, 이를 연구한 천문학자 잭 힐스를 따서 이름이 붙여졌다.시작위치는 천문학자마다 의견이 분분한데, 카이퍼 벨트 바깥쪽, 그러니까 해왕성 궤도 바깥쪽인 약 100AU 를 기준으로 하는 경우도 있고, 약 2000AU 정도부터를 시작으로 보는 경우도 있다.
2003년에 새로 발견된 천체인 세드나가 힐스 구름에 속한 천체라는 설이 유력한데, 최저온도가 약 3K 정도로 추정된다. 힐스 구름에 속한 천체도 이 정도 온도이니 바깥 오르트 구름에 속한 천체들의 온도는 사실상 2.73K에 가까울 것으로 추측되고 있다.
렐레아쿠호누아의 발견 이후, 크기 40km 이상인 천체가 적어도 200만 개는 되는 것으로 추정하고 있다. 추정 질량만 1×1022 kg로, 이는 소행성대 총 질량보다 몇 배는 더 크며, 명왕성 질량의 77% 정도이다.
3.2. 바깥 오르트 구름
20000~30000AU(천문단위) 밖의 영역은 바깥 오르트 구름(outer Oort cloud)으로 부르는데, 둥근 띠 모양으로 결집되어 있다.여기서는 어디까지가 오르트 구름의 끝인가 하는 문제가 있다.
- 고전적인 의견은 약 5만 AU(=약 0.8 광년) 까지이다.
- 센타우루스자리 알파까지의 거리는 4.37 광년(=약 27만 AU)인데, 이 절반인 약 13만 AU 를 주장하기도 한다.
- 센타우루스자리 알파와의 중력 평형점인 약 10만 AU까지로 보기도 한다.[7] 참고로 한국천문연구원에서는 10만 AU쪽의 가설을 밀고 있다.#
4. 관련 문서
아직 가설이고 범위에 논란이 있으므로 본 내용은 천문학자들이 해당 소속이라고 언급한 것으로 한정한다.나무위키에 문서가 있는 오르트 구름 소속 천체
5. 여담
- 가수 윤하의 6집 앨범 END THEORY의 세 번째 트랙 '오르트구름'은 오르트 구름 너머의 미지의 세계로 향해가는 보이저호의 이야기를 담았다.
- 타입문 전기 최강의 괴물인 ORT가 바로 이 곳에서 날아온 얼티미트 원이라는 설정임이 Fate/Grand Order에서 밝혀졌다.[8]
- 헤일로 시리즈의 함선인 UNSC 인피니티는 설정상 이곳에서 건조했다고 한다.
- 갓 오브 하이스쿨의 마이트레야 진모리의 근두운은 오르트 구름 수준의 부피라고 한다.
- beatmania IIDX 29 CastHour의 수록곡 オールトの雲 역시 여기에서 영감을 받아 만든 곡이다.
- 바운스볼에서도 나온다. 바운스볼/월드/오르트 구름문서 참조.
[1] 거리 단위가 10의 n제곱이다. 즉 흔히 로그스케일이라고 부르는 방식이기 때문에 태양에서 멀수록 한 칸이 나타내는 거리도 커진다. 만약 위의 그림에서 1AU를 1cm 기준으로 잡고 일정한 간격으로 표기한다면 태양에서 오르트 구름의 끝자락까지는 1km 거리가 될 것이다.[2] 은하계의 자전을 확인하였고, 혜성의 궤도 분포를 연구하여 그 유래를 밝히려 했다. 또, 성간물질을 연구했고, 은하계의 크기, 거성의 생성, 은하 성운, 태양 부근의 고속도성의 이상분포 등에 대하여 논했다.[3] 태양계 행성들의 인력, 인근의 항성의 인력 등.[4] 다만, 이는 바깥쪽만이다. 안쪽 힐스 구름은 더 많다.[5] 攝動, 어떤 천체의 평형 상태가 다른 천체의 인력에 의해서 교란되는 현상.[6] AU로 환산하면 13912.7AU로, 오르트 구름보다 더 깊숙히 태양계로 들어온다.[7] 센타우루스자리 알파 A,B 의 질량을 합치면 태양의 2배를 조금 넘기에, 중력 평형점은 태양쪽에 더 가깝다.[8] 기존에는 수성의 얼티미트 원으로 알려져 있었지만 마테리얼에서부터도 "수성(?)"으로 애매하게 표기되어 있었다.