허블과 제임스웹우주망원경이 각각 포착한 토성 이미지에 많은 관심이 모였다. 선명도가 높은 이 사진들은 학자들이 토성 대기의 특성을 밝히는 데 도움을 줬다.
미 항공우주국(NASA)이 25일 선을 보인 토성 이미지는 허블, 제임스웹우주망원경이 2024년 각각 촬영했다. 관측 방법이 전혀 다른 두 장비가 토성을 또렷하게 잡아내면서 대기 속 폭풍의 움직임이 일부 규명됐다.
1990년 발사돼 아직도 현역인 허블우주망원경은 인간이 보는 빛과 같은 가시광선으로 토성의 구름 표면을 포착했다. 2022년 데뷔한 심우주 관측 장비 제임스웹우주망원경은 적외선을 이용해 구름에 가린 토성의 대기 전반을 관찰했다.
NASA 관계자는 "성질이 다른 두 빛으로 관측한 데이터를 결합함으로써, 토성 대기가 고도에 따라 어떻게 겹치고 연동되는지 이해할 수 있었다"며 "1997년부터 2017년까지 토성을 직접 조사한 카시니 탐사선의 기록을 보완하는 매우 중요한 데이터"라고 설명했다.
이어 "허블이 2024년 8월 촬영한 사진에는 토성 표면의 섬세한 줄무늬와 색 변화가 잘 담겼다"며 "3개월 뒤 제임스웹우주망원경이 찍은 적외선 이미지는 토성 대기 깊은 층의 화학물질 움직임을 뚜렷하게 잡아냈다"고 덧붙였다.
NASA 행성학자들은 두 망원경이 얻은 데이터를 바탕으로 토성의 3차원 모델을 구성했다. 이를 통해 토성 대기가 어떻게 움직이는지 새로운 지식을 얻게 됐다. 1981년 보이저를 시작으로 여러 탐사선이 파악한 토성 북극의 육각형 제트 기류도 관찰됐다.
제임스웹우주망원경의 적외선 이미지는 이 제트 기류 주변에서 대기파의 영향을 확인하게 해줬다. 2010년부터 발생한 일명 대춘폭풍(Great Springtime Storm)의 흔적은 물론, 남반구에 흩어져 있는 새로운 폭풍의 존재도 알려줬다.
NASA 관계자는 "이러한 복잡한 무늬는 눈에 보이는 구름 아래에 자리하는 강한 바람이 형성한다"며 "토성은 지구에서는 재현할 수 없는 극한 상황에서 공기와 가스 움직임(유체역학)을 연구하기 위한 거대한 천연 실험실"이라고 언급했다.
이 관계자는 "현재 토성의 북극은 겨울로 접어들어, 앞으로 약 15년 동안 태양빛이 닿지 않는 암흑기가 이어진다"며 "이번 고해상도 이미지는 2040년대에 다시 빛이 들어올 때까지 이 육각형 무늬를 자세히 관찰할 수 있는 마지막 기회"라고 평가했다.
학자들은 토성이 2025년 분점(계절이 바뀌는 시점)을 지나 남반구의 봄으로 이동하는 상황을 앞으로도 두 망원경으로 계속 추적할 계획이다. 백전노장 허블우주망원과 최첨단 장비 제임스웹우주망원경을 결합한 이번 성과는 거대한 가스행성의 계절 변화의 전모를 밝힐지 모른다고 NASA는 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
