제임스 웹 우주망원경(JWST)이 보이저2호 이후 30여년 만에 해왕성의 고리를 가장 선명하게 잡아내며 다시 최고 성능을 입증했다.

태양계의 8번째 행성으로 가장 바깥에 있는 해왕성은 다른 목성형 행성처럼 고리를 두르고 있지만 이중 희미한 고리는 지난 1989년 보이저2호가 몇 시간에 걸쳐 근접 비행하며 촬영한 이미지에서 존재를 드러낸 이후에는 포착되지 않아왔다.

미국 항공우주국(NASA)와 외신 등에 따르면 웹 망원경은 근적외선카메라(NIRCam)를 이용해 0.6∼5㎛(마이크로미터) 적외선 영역에서 해왕성을 관측했으며, 밝고 좁은 고리에 더해 희미한 먼지 띠까지 선명하게 잡혔다.

▲ 보이저2호 이후 30여년 만에 고리 드러낸 해왕성.

웹 망원경 프로젝트 과학자로 해왕성 전문가인 하이디 하멜 박사은 "이 희미한 고리를 마지막으로 본 지 30년이 됐다"면서 "적외선 영역에서 해왕성을 관측한 것도 이번이 처음"이라고 했다.

영국 천문학자 윌리엄 러셀이 1846년에 처음 발견한 해왕성은 태양빛이 제대로 미치지 못하는 태양∼지구 거리 30배에 달하는 먼 곳에서 164년 주기로 태양을 돌고 있어 정오가 돼도 어둑한 해 질 녘처럼 어둡다고 한다.

▲ 해왕성과 주변의 위성(달).

허블 우주망원경의 가시광 관측에서는 대기 중에 메탄이 섞여 있어 푸른색으로 잡혔지만, 웹의 적외선 이미지에서는 메탄이 붉은색과 적외선을 강하게 흡수함으로써 전체적으로 어둡게 포착됐다. 다만 높은 고도에 메탄 얼음 구름이 있는 곳은 메탄 가스가 태양 빛을 흡수하기 전에 이를 반사해 밝은 띠와 반점으로 잡혔다.

적도 주변의 밝은 선은 대기가 적도 인근에서 하강해 데워지면서 주변의 차가운 가스보다 적외선에서 더 밝게 빛나 형성된 것으로, 행성의 대기 순환을 나타내는 것으로 제시됐다.

▲ 허블 우주망원경이 가시광으로 포착한 청록색의 해왕성.

이밖에 웹 이미지는 해왕성의 14개 위성(달) 중 7개를 포착했다. 이미지 상단에서 해왕성보다 더 밝게 사방으로 빛을 뻗는 '회절 스파이크'(diffraction spikes)를 형성한 천체는 그 중 하나인 '트리톤'(Triton)이다.

트리톤은 표면이 응축된 질소 얼음으로 덮여있어 태양빛의 70%를 반사해 대기 중의 메탄이 빛을 흡수해 어둡게 잡힌 해왕성보다 더 밝게 나타났다. 해왕성 위성 중 가장 큰 이 위성은 자전축과 공전방향이 반대인 역행위성이어서 태양계 외곽의 '카이퍼 벨트' 천체가 해왕성 중력에 붙잡힌 것으로 추정하고 있는데, 앞으로 이를 규명하기 위한 웹망원경의 추가 관측이 이어질 예정이다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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