혜성은 왜 타원형으로 궤도를 그리며 다닐까요?

Question

행성은 태양을 중심으로 원을 그리며 돌고 있는 것으로 알고 있습니다. 그런데 왜 혜성은 타원을 그리며 태양 주위를 돌까요?

그 이유가 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

태양은 거대한 질량체이며, 행성이나 혜성 또한 질량을 가지고 있어 서로간에 만유인력(중력)이 작용합니다. 그리고 물리학(고전역학)에서 태양과 행성, 태양과 혜성과 같이 두 질량체 사이에서의 운동을 기술할 수 있습니다. 이 때 운동 초기(생성 초기)에 갖고 있는 에너지(회전 에너지), 각운동량(회전 운동량) 등에 의해 물체의 운동이 결정됩니다. 두 물체 사이에 각운동량(회전량)이 있을 경우에 가능한 궤도 운동으로는 원 궤도, 타원 궤도, 쌍곡선 궤도, 포물선 궤도 운동이 있습니다. 그래서 대부분의 행성들이 타원 궤도 운동을 하는것이죠. 혜성 또한 타원 궤도 인데 긴 궤도(긴 장반경)의 운동을 하는것입니다. 물론 쌍곡선 궤도나 포물선 궤도를 가지고 있는 물체도 존재하며 태양 근처로 한번 왔다면 그 뒤로는 영원히 볼 수 없습니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

혜성은 먼곳에서 날아오다가 태양의 중력에의해 붙잡힌 케이스입니다. 즉, 태양에가까워졌다가 멀어졌다가를 반복하면서 점차 원형 궤도를 만들거나 태양에 흡수되는 궤도로 변합니다.

감사합니다.

Answer 3

정확히 원으로 궤도를 그리려면 태양이 혜성을 당기는 힘과, 혜성의 원심력이 같아야합니다.

타원인 이유는 태양이 당기는 힘이 훨씬 더 강하기 때문입니다.

두 힘이 일치하지 않기 때문에 정확한 원 운동이 불가능합니다.