8개월간의 관측
성간 혜성 3I/ATLAS는 제임스 웹 우주망원경의 NIRSpec 장비로 2025년 8월 6일, 2025년 12월 22일, 2026년 4월 1일 세 차례 관측됐다. 세 시점은 2025년 10월 29일 태양 최근접점을 전후한 약 8개월을 아우른다.
세 스펙트럼 모두 강한 물얼음 흡수선과 함께 혜성이 데워지며 방출한 물, 이산화탄소, 일산화탄소 가스 신호를 보여준다. 없는 것이 더 많은 것을 말해준다. 우리 태양계 혜성에서 흔히 나타나는 더 약한 얼음 신호는 희미하거나 사라졌다.
작은 입자, 무거운 먼지
사우스웨스트연구소의 실비아 프로토파파와 동료들은 데이터를 모델링했다. 이들이 《천체물리학 저널 레터스》에 쓴 최선의 설명은 수 마이크로미터보다 작은 입자들이며, 각 입자가 물얼음과 내화성 암석 물질의 혼합체라는 것이다.
입자 크기는 태양계 혜성의 입자와 비슷하다. 차이는 얼음에 얼마나 많은 먼지가 섞여 있느냐다. 2026년 4월 스펙트럼은 얼음이 더 풍부한 마이크로미터 규모의 더 큰 입자 집단이 있음을 시사하기도 한다.
메릴랜드대학의 마이클 켈리는 연구팀이 시간에 따른 변화가 각 관측 시점에 태양이 입자를 다르게 가열한 데서 오는지, 혜성 표면이 태양 근처에서 침식되며 드러난 새 물질 때문인지 아직 판단할 수 없다고 말했다.
얼음의 공통된 조리법
연구진은 3I/ATLAS를 혜성 및 해왕성 너머의 여러 얼음 천체 집단과 비교했다. 그 스펙트럼은 이산화탄소 얼음과 유기물을 함께 보이는 먼 얼음 천체 집단의 스펙트럼과 가깝다.
이는 서로 다른 별 주위에서 형성된 얼음 미행성들이 거의 순수한 얼음에서 먼지가 많이 섞인 얼음까지 연속적인 입자 특성을 공유할 수 있음을 시사하며, 이 방문객은 먼지가 많은 쪽에 가깝다. 이 가설이 맞다면 물얼음의 물리적 형태는 행성 형성 원반 초기에 정해져 그곳에서 자라는 천체에 부분적으로 보존될 수 있다. 연구팀은 이를 행성의 원재료가 태양계 혜성이 보여주는 것보다 더 보편적이라는 증거라고 부른다.