혜성은 왜 타원형으로 궤도를 그리며 다닐까요?

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

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

감사합니다.

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.

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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.