제임스웹우주망원경 푸른 영롱한 보석 천왕성 사진 촬영

제임스웹우주망원경 푸른 영롱한 보석 천왕성 사진 촬영

 

 

  제임스웹우주망원경이 이제까지 없었던 너무나 푸르고 영롱하여 보석과 같이 보이는 천왕성 사진을 촬영해 공개했다. 이 사진으로 그동안 우리가 알고 있던 천왕성에 대한 이미지가 완전히 새로워졌다. 어둡고 차가운 얼음 왕국으로 불렸던 천왕성이 화려하고 영롱한 푸른 보석으로 바뀐 전체 사진들과 이에 해당되는 이야기들을 소개한다.

 

 

 

1. 30년 전 얼음 왕국으로 알려진 천왕성

  디즈니의 얼음 공주 엘사는 얼음성에 산다. 얼음성은 엘사가 다스리는 얼음 왕국이다. 태양계에도 얼음 왕국이 있다. 태양계 끝자락에 있는 천왕성이다. 천왕성과 해왕성은 태양계의 끝자락에 위치해 있기 때문에 인류의 과학 능력으로는 탐사하거나 연구하기에 벅찬 미지의 왕국이었다.

 

  그러던 중 인류는 최초로 천왕성의 얼굴 촬영에 성공해서 태양계 끝자락에 있는 미지의 왕국의 모습을 모든 지구인들이 볼 수 있도록 했다. 그것이 36년 전인 1986년 보이저 2호가 1200만 km 거리를 지나가면서 촬영한 천왕성의 사진이다.

 

1986년 보이저 2호가 1200만km 거리에서 촬영한 천왕성. 위키미디어 코먼스

 

  천왕성은 맨눈으로도 관측될 수 있는 별이다. 천왕성은 대기 중에 메탄 성분을 함유하고 있어 푸른빛을 띤다. 그런데 다가 지구와의 거리가 워낙 멀기 때문에 맨눈으로 관측된 천왕성은 어둡고 푸르스름한 별로 알려졌었다.

 

  그러던 중 보이저 2호가 촬영한 천왕성의 모습을 보고 인류는 천왕성을 얼음 왕국이라 부르게 되었다. 밋밋한 하얀 얼음 공처럼 보이는 천왕성에는 왠지 모를 고요함과 적막감으로 가득 찬 얼음 왕국으로 느껴진다.

 

 

2. 어둡고 적막한 얼음왕국에서 화려한 푸른 보석으로 변신한 천왕성

  1986년 보이저 2호가 스쳐 지나가면서 찍은 천왕성은 어둡고 적막한 얼음 왕국을 우리에게 보여주었다면, 2023년 2월 28억 km 거리에서 제임스웹우주망원경이 촬영한 천왕성은 자체가 푸른빛을 띤 거대한 보석과 같고 야광등처럼 빛나는 고리를 가지고 작고 파란 아기별들을 주위에 가지고 있는 화려한 보석들의 그룹으로 보인다. 너무나 화려해서 우리의 주목을 한 번에 끄는 한 그룹의 푸르른 보석들이다.

 

  1) 13개의 고리와 27개의 위성을 가지고 있는 거대한 푸른 보석 천왕성

  보이저 2호는 가시광선으로 촬영했다. 하지만 이번에 제임스웹우주망원경이 적외선 파장으로 촬영한 천왕성은 특히 이전 관측에서 볼 수 없었던 2개 고리를 포함해 모두 13개 고리가 담긴 천왕성의 모습을 사진에 담아 매우 화려하고 역동적인 얼음 왕국 천왕성의 모습을 보여준다.

 

제임스웹우주망원경이 지난 9월4일 근적외선카메라로 촬영한 천왕성

 

  천왕성에는 토성으로 잘 알려진 고리가 무려 13개가 있어 마치 푸른 보석의 후광과 같이 보일 정도로 화려하다. 작은 보석처럼 빛나는 주변의 파란색 점 9개는 천왕성의 위성으로 2시 방향 지점부터 시작해 로잘린드, 퍽, 벨린다, 데스데모나, 크레시다, 비앙카, 포샤, 줄리엣, 페르디타이다. 이외에도 16개의 위성이 더 있다.

 

  아래 사진은 제임스웹우주망원경이 촬영한 다른 사진으로 천왕성의 27개 위성 중 위 사진에 없는 5개 위성(오베론, 움브리엘, 아리엘, 미란다, 티타니아)이 파란색 점이 보여 실로 그 아름다움을 감탄하지 않을 수 없다.

 

이 사진엔 천왕성의 27개 위성 중 위 사진에 없는 5개 위성(오베론, 움브리엘, 아리엘, 미란다, 티타니아)이 파란색 점이 포함돼 있다. 나사 제공

 

  이로서 제임스웹우주망원경은 과학자들이 확인한 천왕성의 27개 위성 가운데 14개를 사진에 담는 데 성공했고, 고리 안에 있는 작은 위성까지 촬영에 성공했다.

 

  2) 거대한 보석처럼 보이는 천왕성의 극관

  제임스웹우주망원경이 촬영한 천왕성은 그 자체로 거대한 푸른 보석처럼 보인다. 아래 사진을 보면 천왕성이 마치 빛나는 푸른 반지처럼 보인다.

 

극관과 13개의 고리 중 11개가 선명하게 보이는 2023년 2월에 촬영된 천왕성의 모습, 나사 제공

 

  천왕성은 자전축이 거의 옆으로 누워 있어 극지대가 가운데 지점에 있다. 사진에서 마치 반지의 보석처럼 환하게 보이는 부분이 천왕성의 북극이고 그것을 덮고 있는 푸르고 커다란 구름이 ‘극관’(polar cap)이다. 극관 구름은 안쪽일수록 더욱 밝고 환하게 빛나고 있다.

 

  주변에 13개의 고리가 마치 후광처럼 빛나니 보이저 2호로 알려진 천왕성에 대한 이미지가 이번 제임스웹우주망원경이 촬영한 사진으로 인해 완전히 달라졌다.

 

 

3. 태양계 행성 탐사 최우선 순위로 꼽힌 천왕성

  과학자들은 태양계의 7번째 행성인 얼음왕국 천왕성을 향후 태양계 행성 탐사의 최우선 순위로 꼽는다.

 

  미국항공우주국(나사)의 자문기구격인국립과학공학의학원(NASEM)의 ‘행성과학과 우주생물학 10년 조사 위원회’는 최근 발표한 2023~2032년 우주탐사 프로그램 보고서에서, 향후 10년간 추진할 대형 우주탐사 프로그램의 1순위로 천왕성 탐사선(UOP)을 권고했다. 예상 비용은 42억 달러(5조 2600억 원)다. 천왕성 탐사는 10년 전 보고서에선 화성과 유로파(목성 위성)에 이은 3순위였다. 유로파 탐사선은 2024년 발사 일정이 잡혀 있다.

 

  보고서는 2031년이나 2032년에 천왕성 탐사선을 보내면 목성 중력의 도움을 받아 비행할 수 있어 유리하다고 밝혔다. 천왕성 도착 예상 시기는 지구 출발 13년 후다.

 

지구와 천왕성의 크기 비교. 지름이 지구의 4배다. 위키미디어 코먼스

 

  천왕성 탐사는 1986년 보이저 2호가 8만km 거리에서 근접 통과 비행하면서 단 몇 시간 동안 관측 임무를 수행한 것이 전부이다. 당시 관측 자료에서 천왕성에 지구 질량의 몇 배에 해당하는 수소와 헬륨이 있는 것을 보고 과학자들은 천왕성을 매우 특이한 천체로 생각했다.

 

  하지만 이후 발견한 5000여 개의 외계 행성의 35%가 천왕성과 비슷한 크기로 확인되어, 천왕성 탐사를 통해 다른 외계 행성들에 대한 시사점을 얻을 수 있을 것으로 크게 기대되어 연구의 가치가 그만큼 커졌다.