제임스웹이 포착한 천왕성의 빛나는 ‘11개 고리와 가족사진’ [아하! 우주]

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수정 2023-04-11 16:33

입력 2023-04-11 16:33

제임스 웹 우주망원경이 포착한 천왕성의 확대 이미지. 행성의 13개의 고리 중 11개가 보이지만 일부는 너무 밝아서 하나의 고리로 섞여 보인다. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI

태양계 끝자락에 위치한 천왕성의 신비로운 모습이 최첨단 우주망원경 제임스웹에 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스웹 우주망원경의 근적외선카메라가 촬영한 선명한 고리가 인상적인 천왕성의 모습을 공개했다.

지난 2월 6일 약 29억㎞ 떨어진 곳에서 12분 간 노출되며 촬영된 천왕성은 특유의 고리가 선명하게 드러나 보인다. 천왕성은 토성처럼 웅장하고 아름답지는 않지만 신비로운 고리를 무려 13개나 가지고 있다.

허블우주망원경이 촬영한 천왕성(왼쪽)과 오른쪽은 제임스웹이 촬영한 이미지. NASA

그러나 천왕성의 고리는 햇빛을 반사하지 않는 암석과 먼지로 이루어져 망원경으로 포착하기가 쉽지않다. 이번에 제임스웹은 이중 11개의 고리를 촬영하는데 성공했으며 일부 고리가 너무 밝아 겹쳐보이지만 역대 촬영된 것 중 가장 선명하다는 것이 전문가들의 평가다.

NASA에 따르면 천왕성의 가장 바깥쪽에 있는 두 개의 고리는 너무 희미하며 지난 2007년 허블우주망원경을 통해서 그 존재가 확인됐다.

또한 제임스웹은 천왕성의 '가족사진'도 촬영했다. 천왕성은 총 27개의 위성을 거느리고 있는데 영국의 대문호 세익스피어의 작품 속 등장인물에서 그 이름을 따왔다. 이번에 제임스웹은 이중 6개를 촬영했으나 나머지 위성은 너무 작아 모습이 잡히지 않았다.

제임스웹이 촬영한 천왕성의 27개 위성 중 6개 위성. 다른 은하들도 배경에 보인다. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI

태양과 지구 거리의 19배나 되는 먼 거리에서 태양을 공전하는 천왕성은 정확한 대기의 성분도 모를만큼 밝혀낸 데이터가 별로 없다. 인류가 처음으로 천왕성의 ‘얼굴’을 직접 본 것은 지난 1986년 1월 24일 ‘인류의 척후병’ 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나가면서다. 단 5시간 반의 근접비행 동안 보이저 2호는 8만 1500㎞ 거리에서 파랗게 빛나는 천왕성의 모습을 보내왔다. 이를통해 인류는 천왕성에 고리가 있다는 사실을 알게됐고 이후 하와이 켁천문대 망원경으로도 이를 포착했다. 결과적으로 이번에 제임스웹이 천왕성 고리의 비밀을 푸는데 한발 더 다가선 셈이다.

2004년 케크 천문대 망원경으로 촬영한 천왕성과 고리의 합성 이미지. 천왕성 두 반구를 보여주고 있다(출처=Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/W.W. Keck Observatory)

태양을 공전하는데만 무려 84년이 걸리는 천왕성은 행성 내부의 열이 없어 −224.2°C(단단한 표면이 없는 가스행성이기 때문에 상부 가스 기준)라는 극한의 환경을 갖고 있는 ‘쿨’한 행성이다. 특히 천왕성은 태양계 공전면에 대해 자전축 기울기가 무려 98도나 돼 아예 ‘건방지게’ 드러누운 자세로 태양을 공전하는 특징도 갖고있다. 　　

특히 태양계 끝자락을 탐사하기 위한 인류의 도전도 가시화되고 있다. 지난해 2월 미 국립과학원(NAS)이 행성 탐사의 과학적 목표와 미션을 제시하는 ‘행성과학 10년 계획’(planetary science decadal survey) 보고서를 통해 천왕성 탐사를 최우선 과제로 지정하고 이를 NASA에 권고했다. 인류에게는 미지의 행성인 천왕성이 본격적인 탐사 대상에 오를 수 있는 계기가 마련된 셈이다,

박종익 기자 pji@seoul.co.kr