[아하! 우주] 고리까지 선명…제임스웹, 해왕성 첫 포착

미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(이하 제임스 웹)이 태양계 끝 행성인 해왕성의 모습을 선명하게 포착했다.

NASA는 21일(현지시간) 제임스 웹이 해왕성을 촬영한 사진을 처음 공개했다. 사진은 지난 7월 12일 촬영된 것으로, 해왕성뿐만 아니라 해왕성의 고리, 희미한 먼지띠, 14개 위성 중 7개의 모습도 담겼다.

제임스 웹 사진에서 가장 눈에 띄는 부분은 토성과 비슷한 고리다. 제임스 웹은 모두 5개인 해왕성의 고리 중 4개를 관측했다. 이중 2개는 NASA의 보이저 2호가 1989년 해왕성을 근접비행하며 촬영한바 있다. 일반적으로 고리를 갖고 있는 행성이라면 토성을 떠올리지만 태양계의 외행성인 목성과 토성, 천왕성과 해왕성에는 모두 고리가 있다. 다만 토성을 제외하고는 고리가 얇고 희미해 관측하기가 쉽지 않을 뿐이다. 

제임스 웹 프로젝트에 참여한 하이디 해멜 박사는 “해왕성의 고리를 마지막으로 본 지도 어느덧 30년도 더 지났다. 그렇지만 적외선으로 해왕성의 고리를 본 사례는 이번이 처음”이라고 밝혔다. 해왕성은 태양계의 가장 외곽에 있는 태양계 8번째 행성이다. 이 행성은 태양과 지구와의 거리보다 30배 더 먼 곳에 있는데 태양과의 거리는 45억㎞나 떨어져 있다. 따라서 해왕성에서 태양은 희미하게 보일 수밖에 없다. NASA는 “해왕성에서도 햇빛을 가장 많이 받는 정오의 밝기는 지구의 해질녘 무렵과 비슷하다”고 설명했다.

해왕성은 대기가 주로 메탄 성분으로 구성돼 있어 기존의 허블 망원경으로 촬영했을 때 파란색으로 보였다. 메탄 가스가 적외선을 흡수해 파란색으로 보이는 것이다. 그러나 제임스 웹은 근적외선 카메라를 사용해 파란색이 드러나지 않아 유백색으로 보인다. 그중에서도 밝게 보이는 부분은 고고도의 메탄 얼음 구름층인데, 메탄에 앞서 햇빛이 반사됐기 때문이다. 연구팀은 “해왕성의 대기 구성을 알아낼 수 있을 것”이라고 말했다.

또 해왕성의 적도 주위에는 밝고 가는 선이 돌고 있는 것으로 나타났다. 해왕성의 대기가 순환하면서 바람과 폭풍이 유발되는 모습이다. 대기는 적도에서 온도가 더 높아 주변 차가운 가스보다 더 밝게 빛난다. 이밖에도 해왕성의 남극뿐 아니라 북극에 가까운 곳에서도 밝은 소용돌이가 처음 발견됐다.

특히 제임스 웹은 해왕성의 위성 14개 중 7개도 포착했다. 그중 가장 큰 위성인 트리톤은 해왕성과 반대 방향으로 도는 역행위성이다. 천문학자들은 트리톤이 모성 근처에서 태어난 것이 아니라 카이퍼 벨트에 있다가 중력에 끌려온 것일 수 있다고 추정한다. 카이퍼 벨트는 해왕성 너머에 있는데 50억 년 전 태양계가 형성되던 당시 행성으로 커지지 못한 작은 천체와 얼음 알갱이들이 구름처럼 퍼져 있다.

연구팀은 앞으로 몇 년간 해왕성과 트리톤을 더 연구하고자 제임스 웹을 사용할 계획이다.