[이연호의 과학 라운지](72)별똥별은 왜 지구로 떨어질까?

[이데일리 이연호 기자] 별똥별을 보며 소원을 빌면 그 소원이 이뤄진다는 말이 있다. 정확하게는 별과 아무런 관련이 없는 이 별똥별이라는 것은 왜 지구로 떨어질까.

유성이라고 일컬어지는 별똥별은 혜성이나 소행성의 흔적이다. 행성으로 성장하지 못한 얼음먼지인 혜성은 긴 타원 궤도를 그리며 태양을 공전한다. 이런 혜성이 태양 주위에 접근하게 되면 얼음과 먼지 등이 태양열로 녹기 시작한다. 녹은 혜성의 찌꺼기들이 태양의 복사압력과 태양풍의 영향으로 태양 반대쪽으로 밀려나가면서 혜성의 꼬리가 생긴다. 이런 이유로 혜성이 지나가는 궤도에는 혜성에서 나온 많은 물질들이 쌓이게 된다.

지구가 태양을 공전하다가 이 찌꺼들을 통과하게 되면 그 찌꺼기들이 지구의 중력에 따라 지구 대기권 속으로 빠르게 빨려 들어온다. 대기층의 공기와 마찰하면서 발생하는 열로 이 찌꺼기들이 타면서 빛을 내는데 이를 별똥별이라고 한다. 미처 다 타지 못하고 땅으로 떨어지는 것도 있는데 이는 운석이라고 부른다.

유성우(流星雨)란 많은 유성이 한꺼번에 떨어지는 모습이 마치 비처럼 보인다고 해서 이름 붙여진 천문 현상이다. 유성우는 매년 일정한 시기에 나타나는데 이는 지구의 공전궤도와 관련이 있기 때문이다. 유성을 만드는 유성체의 궤도가 지구의 공전 궤도와 겹치거나 가까울 경우 유성우가 생기기 때문이다. 7월 말부터 8월 중순까지 1년 중 별똥별을 가장 많이 볼 수 있는 것도 이 무렵에 지구의 공전 궤도와 겹치는 혜성의 궤도가 많기 때문이다.

지구에서 관측할 수 있는 유성우는 모혜성의 종류에 따라 1년에 총 8개 가량이 있으며 이 중 페르세우스자리 유성우(8월), 사자자리 유성우(11월), 쌍둥이자리 유성우(12월)가 3대 유성우로 거론된다.

유성의 궤적을 역으로 추적할 경우 하늘의 한 점으로 모이는데 이를 복사점이라고 한다. 지구의 궤도와 혜성의 궤도가 만나는 지점인 이 복사점이 위치한 별자리 이름으로 유성우의 이름은 결정된다. 페르세우스자리 유성우는 페르세우스자리에서 가장 많은 별똥별이 떨어진다는 의미다.

유성우는 극대 시기에는 1시간에 100개 넘게 떨어지기도 하지만 보통 1시간에 20~30개 정도 떨어진다. 지구 공전 궤도가 혜성이 지나간 궤도에 근접할수록, 혜성이 클 수록, 지구와 혜성이 해당 지점을 지난 시점이 가까울수록 유성의 수는 많아진다.

수십 년에 한 번씩 1시간에 1만개 안팎의 유성우가 떨어지면 장관을 이루기도 하는데 이를 특별히 대유성우라고 한다. 대유성우는 오로라, 개기일식과 더불어 죽기 전에 꼭 봐야 할 3대 천문 현상으로 일컬어진다. 3대 천문 현상 중에서도 대유성우가 가장 보기 어렵다. 역사상 최대 유성우로 기록된 1966년의 사자자리 유성우는 시간당 14만4000개의 별똥별을 지구에 선물했다. 이 유성우의 모혜성은 33년 주기의 템펠(Tempel) 혜성으로 약 33년 주기로 대유성우가 나타난다.

지난 21일 우리나라 전역에서 2020년대 처음이자 마지막인 부분일식 현상이 나타나 온 나라가 들썩거렸다. 못 본 사람이라면 하반기에 있을 유성우를 노려보자. 3대 유성우에 속하는 페르세우스자리 유성우와 쌍둥이자리 유성우를 각각 8월과 12월에 볼 수 있다.

*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.