혜성의 꼬리는 왜 언제나 태양 반대쪽을 향할까?

혜성 꼬리는 혀이 움직여 온 길 뒤로만 늘어지는 흔적이 아닙니다. 꼬리는 언제나 대체로 태양의 반대쪽을 향합니다. 그래서 혜성이 태양을 돌아 방향을 틀 때에는 꼬리가 진행 방향 앞쪽에 보일 수도 있습니다. 방향을 정하는 것은 혜성의 속도보다 태양에서 오는 빛과 입자 흐름입니다.

태양에서 멀리 있을 때 혜성 핵은 얼음과 먼지가 섞인 차가운 덩어리입니다. 태양에 가까워지면 열로 얼음과 다른 휘발성 물질이 기체가 되고, 빠져나오는 기체가 먼지를 함께 끌어내어 핵 둘레에 코마라는 흐릿한 구름을 만듭니다. 꼬리는 이 코마의 물질이 태양의 영향으로 한쪽으로 밀리며 자랍니다.

혜성에는 보통 성질이 다른 두 꼬리가 있습니다. 이온 꼬리는 햇빛에 이온화된 기체가 태양풍과 태양 자기장에 반응해 거의 곧게 태양 반대편으로 뻗습니다. 먼지 꼬리는 더 무거운 알갱이가 햇빛의 복사압을 받아 천천히 밀리므로, 혜성의 궤도와 운동을 함께 반영한 넓고 휘어진 모양이 되기 쉽습니다.

사진에서 파란빛이 도는 가는 꼬리와 희거나 노란빛이 도는 넓은 꼬리가 함께 보이는 까닭이 여기에 있습니다. 이온 꼬리는 기체 분자의 방출과 상호작용 때문에 색을 띨 수 있고, 먼지 꼬리는 태양빛을 반사합니다. 둘 다 태양의 반대편을 향하지만 정확히 같은 선을 따르지는 않습니다.

따라서 혜성 꼬리를 ‘우주에서의 바람자국’이라고만 생각하면 중요한 차이를 놓치게 됩니다. 태양풍은 전하를 띤 기체에 특히 강하게 작용하고, 빛 자체의 압력은 먼지에도 작용합니다. 꼬리는 혜성의 과거 경로를 그리는 화살표라기보다, 바로 그 순간 태양이 혜성 주변 물질에 가하고 있는 힘을 보여 주는 표지입니다.