오로라·고리·위성들까지…우리가 몰랐던 목성의 민낯

근적외선카메라 통해 심(深)우주에 있는 '목성' 포착
목성의 오로라, 희미한 고리, 위성 등 한꺼번에 촬영

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 포착한 목성 북극·남극의 오로라(Northern·Southern Aurora), 오로라의 회절(Aurora's Diffraction), 목성의 고리(Rings), 주변 위성인 '아드라스테아'(Adrastea)와 '아말테아'(Amalthea). / 사진=미국항공우주국(NASA)

제임스 웹 우주망원경(JWST, 이하 웹 망원경)이 인류의 지식 지평을 또 한번 넓혔다. 지구로부터 160만㎞ 떨어진 지점에서 포착한 행성은 목성. 지구와 목성 간 거리는 약 5억9000만㎞(3.94AU, 1AU=1억5000만㎞)로 초정밀 관측 기술이 없다면 직접 관찰하기 어렵다. 그러나 '인류의 눈'으로 평가되는 웹 망원경은 목성의 오로라와 희미한 고리, 주변 위성 등을 한꺼번에 포착했다.

미국항공우주국(NASA)은 지난 23일 웹 망원경이 포착한 목성 사진을 공개했다. 근적외선카메라(NIRCam)로 찍은 사진이다. 적외선은 사람 눈에 보이지 않기 때문에 가시광선 스펙트럼으로 전환 처리하는 과정을 거쳤다.

웹 망원경이 포착한 현상은 오로라다. 오로라는 우주에서 유입되는 고에너지 입자들이 고층대기의 기체들과 충돌해 빛을 내는 현상이다. 웹 망원경이 촬영한 목성 사진에는 북극과 남극 등 고위도 지역에 나타난 오로라가 선명하게 잡혔다.

목성은 지구와 달리 두꺼운 대기층을 가지고 있고 그 상층부는 주로 메탄과 암모니아 구름으로 덮여 있다. 이 때문에 인간이 탐사하기엔 한계가 있었고, 인류는 1970년대 목성탐사선 파이오니어와 보이저와 1980년대 갈릴레오를 통해 목성을 탐사한 바 있다.

제임스 웹 우주망원경이 포착한 목성의 신비한 오로라. / 사진=미국항공우주국(NASA)

당시 탐사선으로 목성 주변에도 토성처럼 희미한 고리가 있다는 사실은 밝혀졌다. 그러나 웹 망원경은 그동안 잘 포착하지 못했던 목성의 고리를 선명하게 촬영했다. 통상 목성의 고리는 목성 빛의 100만분의 1 정도로 알려진 매우 희미한 것으로 알려져 있다.

정안영민 한국천문연구원 우주과학본부 박사는 "목성의 고리는 탐사선이 근접해 확인해야 할 정도로 희미한 빛을 냈기 때문에 그간 관측에 어려움이 많았다"면서도 "초정밀 우주망원경을 통해 목성에 가지 않고도 행성을 초정밀 촬영할 수 있다는 사실을 보여준 것"이라고 설명했다.

이 밖에 고리 맨 왼쪽 가장자리의 목성의 위성 '아드라스테아'와 '아말테아'도 관측됐다. 목성은 10개의 위성이 있지만 크기가 작아 크기가 큰 '이오'를 제외하곤 관측이 힘들었다. 웹 망원경은 지난해 12월 25일 발사된 이후 지구로부터 약 150~160만㎞ 떨어진 '제2라그랑주점'에서 은하의 빛을 통해 우주의 기원과 외부생명체 흔적 등을 찾고 있다.

미국항공우주국(NASA)이 2016년 목성의 오로라를 포착한 영상. / 영상=미국항공우주국(NASA)