JWST가 광곽으로 관측한 목성과 고리 그리고 위성들. 목성 왼쪽 가장 밝게 빛나는 점이 목성의 내위성 아말테아다. 사진 NASA, ESA, CSA, STSci
JWST는 목성 주변까지 포함한 광각 관측도 수행했습니다.
여기서는 허블 망원경은 포착하지 못했던 목성의 고리가 선명히 포착됐습니다. 고리가 목성을 두르고 있는 모습이 깨끗이 보이죠.
목성 고리는 목성보다 수백만배나 어둡기 때문에 제대로 관측된 적이 없습니다. 나사의 갈릴레오 목성 탐사선이 그 존재를 희미하게 찍은 적은 있습니다.
JWST는 목성 고리도 선명하게 잡아냈다. 고리 끝에 아주 작은 점은 목성의 내위성 아드라스테아다. 사진 NASA, ESA,CSA, STSci
남쪽 오로라의 회절 현상도 관측됩니다. 오로라 빛이 여러 방향으로 뻗어 나가고 있죠. 사진 좌측에서 흘러들어오는 빛은 목성 위성인 ‘이오’의 빛이 회절된 것입니다.
아주 작은 위성도 관측됐습니다. 고리 끄트머리에 걸친 아주 작은 점이 아드라스테아(Adrastea)입니다. 너무도 작기에 이 이미지에서도 먼지처럼 작은 점으로 보일 뿐이죠.
아드라스테아는 지름 6~10㎞ 정도 크기의 위성입니다. 지구나 목성처럼 동그란 게 아니라 돌덩이처럼 불규칙한 모양이죠. 대한민국 서울 정도 크기의 작은 위성도 JWST는 포착해낸 것이죠. 1979년 보이저 2호가 발견했습니다.
고리 바깥쪽에 반짝이는 빛은 목성의 내위성 아말테아(Amalthea)입니다. 태양계 위성 중 인간이 망원경을 통해 육안 관측한 마지막 위성이죠. 이후 위성들은 모두 전파망원경 관측이나 탐사선에 의해 발견됐습니다. 아말테아는 반지름이 약 85㎞입니다. 아말테아 역시 운석처럼 울퉁불퉁한 모양이죠.
이미지 배경에 뿌옇게 보이는 점들은 대부분 은하로 추정됩니다.
목성 내위성들의 상대적 크기. 왼쪽에서 두번째가 아말테아, 세번째가 아드라스테아다. 아래는 크기 비교를 위해 나사(NASA)가 미국 뉴욕주 롱아일랜드 섬의 면적을 표시해놨다. 사진 NASA
제임스웹의 특별한 선택, 목성
그런데 JWST는 수많은 태양계의 다른 행성 중 하필 목성을 택했을까요.
보통 JWST처럼 우수한 성능의 망원경이 가동되기 시작하면, 엄청난 양의 JWST 사용 신청서가 세계 곳곳에서 쏟아지죠. 힘든 경쟁을 뚫고 목성을 관측하기로 결정된 겁니다.
목성은 우선 관측이 매우 까다로운 행성입니다. 부피가 지구 약 1400배로 덩치가 매우 크지만 굉장히 빠른 속도로 자전합니다. 기체 행성이라 적도와 극 지역의 자전 속도가 다른데, 가장 빠른 곳(초속 약 12.6㎞/s)은 지구 자전 속도(초속 약 370m/s)보다 약 34배 빠릅니다.
목성은 지구에 비해 무지막지한 속도로 회전하며, 폭풍의 움직임도 격렬해 관측이 어렵다. 사진 NASA
대기를 휘젓는 폭풍우의 강도도 기체 행성인 목성이 지구보다 훨씬 강력합니다. 허리케인이나 태풍도 목성의 일상적인 폭풍에 비하면 애교 수준이죠. 대적점의 바람은 초속 약 180m/s인데요, 보통 초대형 태풍의 순간최대풍속 최고 기록이 초속 60m/s쯤인 걸 고려하면 3배나 거세죠.
게다가 목성 고리는 너무 희미해서 제대로 관측된 적도 없습니다. 고리 입자가 매우 곱고 듬성듬성해서 빛을 거의 반사하지 않기 때문입니다.
목성의 위성들도 관측 욕구를 불러일으킵니다. 얼음으로 된 가니메데(Ganymede)는 수성보다 큰 거대 위성이죠. 위성 중 유일하게 자체적인 자기장도 갖추고 있습니다. 두꺼운 얼음 아래 짠물로 된 바다가 있다는 증거도 있습니다.
주노 목성탐사선이 촬영한 목성 위성 가니메데. 얼음으로 뒤덮인 위성이다. 사진 NASA
이오(Io) 역시 지구 화산과는 비교도 안 되는 무지막지한 활화산 수백개가 엄청난 가스를 뿜어내고 있습니다. 이런 화산들이 위성 표면을 어떻게 바꿔놓고 대기 구조에 어떤 영향을 미치는지는 제대로 파악이 안 돼 있죠.
갈릴레오 목성 탐사선이 촬영한 목성 위성 이오. 이오 표면은 엄청나게 많은 활화산이 황과 이산화황을 뿜어내 노란빛으로 보인다. 사진 NASA
그래서 제임스웹은 목성을 태양계 관측의 첫 번째 목표로 정한 겁니다. 양성철 한국천문연구원 대형망원경사업단 책임연구원은 “제임스웹의 능력을 보여주기 위한 방도로 목성형 행성들을 관측하겠다는 것”이라고 설명합니다. 양 연구원은 “이번엔 목성의 대기, 화학 조성, 온도 구조뿐 아니라 목성 위성인 가니메데와 이오를 정밀 관측한다. 앞으로 목성뿐 아니라 목성형 행성인 토성, 해왕성, 천왕성도 관측할 것으로 보인다”고 말했습니다.
이번 관측에서 보듯 JWST는 까다로운 목성 관측을 훌륭히 마쳤습니다. 그런데 이 이미지에선 놀라운 점이 또 하나 있죠. 이미지 제작에 중추적 역할을 한 건 JWST를 만든 나사와 유럽우주국, 캐나다우주국의 천문학자들이 아니라는 점이죠.
이번 JWST가 관측한 목성 이미지를 완성해낸 시민 과학자 주디 슈미트. 미국엔 NASA가 공개한 데이터를 가공해 이미지를 만들어내는 시민 과학자가 많이 활동하고 있다. NASA와 STSci, JWST 홈페이지 등엔 데이터를 활용해 이미지를 만들수 있는 방법을 상세히 소개한 강좌도 쉽게 찾을 수 있다. 마음만 먹으면 누구나 천문 이미지를 생성할 수 있는 시대다. 사진 주디 슈미트
보통 허블이나 JWST가 관측한 이미지라는 건 원천 데이터를 인간이 눈으로 볼 수 있게 이미지로 바꾸는 번역 작업입니다. 이번에 이 작업을 한 건 주디 슈미트(Judy Schmidt)라는 아마추어 시민 과학자입니다.
슈미트는 이미지 제작을 전공한 분인데 천문학 학위는 없습니다. 10여년 전 유럽우주국에서 일반인을 대상으로 허블이 관측한 데이터로 이미지를 만드는 콘테스트에 참여해 3위를 차지했습니다. 그 이후 우주 이미지 작업에 하루 몇 시간씩 매달렸다고 하네요.
해외 사례를 보면, 천문학자들과 아마추어 이미지 제작자들이 협업하는 사례가 자주 눈에 띕니다. 우주의 비밀에 점차 다가서는 건 JWST, 전문가 집단, 그리고 우주를 사랑하는 일반 시민들의 창의성이 모여서 이룬 결과 같습니다.
뜯고 맛보는 정치&글로벌
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jrst****55분 전
아름다운 우주.
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ylim****56분 전
어느분인가 말한 기억이 나는데 ....., 우주 그어느 곳엔가는 우리사는 지구와 아주 비슷한 별나라가 있을것 이라고....., 그곳으로 갈수있다면 ....., 빨겡이 공산당 싹~ 남겨두고 ~ 그곳으로 가고싶다
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wonj****1시간 전
지름으로는 지구 10배 10만키로 정도니 무지막지하게 큰건 아닌듯
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