방문객을 세 번 들여다보다
사우스웨스트 연구소가 이끄는 팀은 제임스 웹 우주망원경을 성간 혜성 3I/ATLAS에 2025년 8월 6일, 2025년 12월 22일, 2026년 4월 1일 세 차례 향했다. 이 관측은 2025년 10월 29일 태양 최근접점을 전후로 이뤄져, 팀은 최대 가열 전후의 얼음 기록을 확보했다.
3I/ATLAS는 태양계 밖에서 온 것으로 확인된 세 번째 천체다. 칠레의 ATLAS 탐사 망원경이 처음 보고했으며 이름도 여기서 나왔다.
강한 흡수대 하나, 사라진 둘
물얼음은 적외선에서 3마이크론 부근에 깊은 흡수대를 남기고, 1.5와 2.0마이크론 부근에 더 약한 흡수대 두 개를 남긴다. 3I/ATLAS에서는 3마이크론 흡수대가 강했고, 웹은 물과 이산화탄소, 일산화탄소의 가스 방출도 포착했다. 더 약한 두 흡수대는 희미하거나 나타나지 않았는데 이는 이례적이다.
대부분의 얼음 혜성에서는 세 흡수대가 모두 나타난다. 팀의 설명은 입자 구조다. 3I/ATLAS의 얼음은 약 1마이크론 크기의 집합체에 먼지와 뒤섞여 있다. 이를 통과하는 빛이 더 깨끗하고 얇은 흡수대를 만들기 전에 산란되므로, 얼음이 스스로 드러나기보다 먼지 속에 숨어 있는 것이다.
멀리 있는 얼음 천체와의 일치
먼지가 많은 이 신호는 천문학자들이 해왕성 너머 얼음 천체에서 보는 것과 닮았다. 그곳의 얼음은 거의 순수한 것부터 먼지가 많이 섞인 것까지 다양하다고 여겨진다. 다른 별 주변에서도 같은 범위가 성립한다면, 행성을 만드는 원료가 서로 다른 항성계에서 비슷한 방식으로 형성돼 행성 형성 원반 초기에 만들어지고 그곳에서 형성된 얼음 천체 안에서 살아남을 수 있다.
이 연구와 함께 보고된 측정에서는 수십억 년 전 매우 차갑고 금속이 부족한 조건에서 형성된 얼음을 나타내는 높은 중수소 수치도 확인됐다. 팀은 이 혜성을 다른 항성계에서 온 행성 형성용 얼음의 표본이라고 설명하며, 해당 적외선 흡수대가 대기에 막혀 지상에서는 이런 관측이 불가능했다고 밝혔다.