[사이언스샷] “토성은 빠지고 고리 나오세요” 제임스웹 최신 사진 주인공은 고리

NASA, 제임스 웹 우주망원경이 찍은 최신 토성 사진 공개

제임스 웹 우주망원경이 근적외선 카메라로 촬영한 토성. 왼쪽에 위성 3개가 보인다. 토성 대기가 적외선 파장대 빛을 흡수해 어둡게 보인다. 반면 고리를 이루는 얼음은 적외선을 반사해 밝게 빛난다./NASA/ESA/CSA

토성 사진의 주인공이 바뀌었다. 미 항공우주국(NASA·나사)은 지난달 30일 제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 토성 사진을 발표했다. 사진에서 토성은 어둡고 고리가 더 환하다. 토성 옆으로 위성 3개도 빛나고 있다.

제임스 웹 우주망원경은 미국과 유럽, 캐나다가 25년간 13조원을 들여 개발한 사상 최대 크기의 우주 망원경이다. 2021년 크리스마스에 우주로 발사돼 이듬해 1월 지구에서 150만㎞ 떨어진 관측 지점에 도착했다.

나사에 따르면 이번에 공개된 토성 사진은 제임스 웹이 지난달 25일 근적외선카메라(NIRCam)로 촬영했다. 토성 대기의 메탄 가스는 제임스 웹이 관측한 파장대의 적외선을 모두 흡수하기 때문에 사진에서 토성이 어둡게 보인다. 반면 얼음 성분의 고리는 적외선을 반사해 사진에서 토성보다 고리가 더 환하게 나타났다.

제임스 웹 우주망원경이 근적외선 카메라로 촬영한 토성. 왼쪽에 위성 3개가 보인다. 토성 주위로 C, B, A, F 고리가 밝게 보인다./NASA/ESA/CSA

사진 중앙에 있는 짙은 주황색 갈색의 구가 토성이다. 그 주위로 환하게 빛나는 흰색 고리들이 둘러싸고 있다. 토성의 고리는 암석과 얼음 조각으로 이뤄져 있으며, 입자의 크기는 모래알보다 작은 것부터 지구의 산만큼 큰 것까지 다양하다. 사진에서 토성에 가까운 맨 안쪽에 가장 두꺼운 C 고리가 있다. 그 옆은 더 밝은 B 고리가 있으며, 이어 카시니 간극(Cassini gap)을 지나 A 고리가 나온다. 다시 엔케 간극(Encke gap)를 지나면 맨 바깥쪽 F 고리이다.

사진에서 토성의 남북극이 다른 곳보다 더 어둡다. 이는 극지방의 계절적 변화 때문이다. 토성은 현재 북반구는 여름이고, 남반구는 어두운 겨울이 끝나가는 상태이다. 하지만 사진에서 북극이 더 어두운데, 아마도 극지방의 에어로졸(미세 공기입자)에 영향을 미치는 알려지지 않은 계절적 과정 때문일 것이라고 나사는 설명했다.

NASA가 공개한 제임스 웹 관측 사진을 보면 상단에 흰색 픽셀 하나가 붉은색 선으로 둘러싸여 있다. 바로 엔켈라두스(상단 네모 안)이다. 그 아래 파란색이 바로 엔켈라두스에서 분출된 물기둥이 갈수록 퍼지며 역삼각형을 이루는 모습이다./NASA

토성 왼쪽에는 위성들이 빛나고 있다. 위에서부터 디오네(Dione), 엔켈라두스(Enceladus), 테티스(Tethys)이다. 제임스 웹 우주망원경은 지난해 엔켈라두스 남극에서 우주로 뿜어져 나오는 1만㎞ 길이의 수증기 기둥을 관측했다.

엔켈라두스에서 분출된 물기둥은 토성 고리에 얼음을 공급한다. 이번에 제임스 웹이 포착한 물기둥은 2005년 카시니호가 처음 물기둥을 관측한 이래 사상 최대 규모였다. 물기둥에는 생명에 필요한 유기분자도 있을 가능성도 있어, 외계 생명체 발견에 대한 기대감이 더 높아졌다.

제임스 웹 우주망원경이 촬영한 사진은 앞서 카시니 탐사선이 포착하지 못했던 고리와 위성 구조를 밝힐 수 있을 것으로 기대된다. 카시니는 2017년 마지막으로 토성을 촬영했다. 이번 촬영의 주요 목적은 토성을 관측하는 것이 아니라 적외선 영역에서 밝게 나타나는 토성의 고리를 어두운 토성의 위성과 함께 동시에 관측할 수 있는지 확인하는 성능시험이었다.

참고자료

NASA, https://blogs.nasa.gov/webb/2023/06/30/saturns-rings-shine-in-webbs-observations-of-ringed-planet/

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