제임스 웹 우주망원경(JWST)과 허블 우주망원경의 관측 자료를 결합해 역대 가장 상세한 토성 이미지가 완성됐다.
우주과학매체 스페이스닷컴은 26일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)이 두 망원경의 적외선·가시광선·자외선 데이터를 통합해 토성의 대기와 고리를 입체적으로 분석한 결과를 공개했다고 보도했다.
NASA는 “과학자들은 여러 고도에서 토성의 대기를 양파 껍질 벗기듯 층층이 분석할 수 있었다”며 “각 망원경이 서로 다른 정보를 제공하고, 이를 종합하면 토성 대기가 하나로 연결된 3차원 시스템으로 어떻게 작동하는지 이해할 수 있다”고 설명했다.
허블과 JWST는 각각 다른 파장대를 통해 토성을 관측하며 상호 보완적인 역할을 한다. 허블은 가시광선을 활용해 토성의 구름 띠와 대기 변화를 장기간에 걸쳐 선명하게 포착하는 반면, JWST는 적외선을 통해 대기 깊숙한 곳을 들여다보며 상층 구름 아래 숨겨진 열 분포와 구조를 드러낸다.
허블 데이터는 2024년 8월 수집됐으며, 약 14주 뒤 JWST의 후속 관측이 진행됐다. 특히 JWST는 토성이 북반구 여름에서 2025년 춘분으로 이동하는 과정을 포착했다. 토성의 계절은 약 7년(지구 기준) 주기로 변화하며, 이러한 긴 주기는 대기와 고리의 변화를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다.
두 망원경의 관측을 종합하면 토성이 층을 이루는 역동적인 행성임이 드러난다. 허블의 가시광선 이미지는 부드러운 줄무늬 형태의 대기 구조를 보여주는 반면, JWST의 적외선 이미지는 더 깊은 대기층과 함께 북반구 중위도에서 흐르는 제트기류, 오로라로 추정되는 현상, 남반구 전역에 퍼진 폭풍 등 다양한 구조를 추가로 밝혀냈다.
고리 구조에서도 차이가 뚜렷하다. 허블 관측에서는 얼음으로 이루어진 고리가 햇빛을 반사해 밝게 빛나며 선명한 구조를 드러내고, JWST 적외선 이미지에서는 어두운 우주 배경과 대비되며 고리의 세부 구조가 더욱 뚜렷하게 나타난다.
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NASA는 이번 데이터가 다양한 파장대에서 토성의 모습을 비교함으로써 대기에 대한 보다 완전한 이해를 가능하게 했다고 평가했다. 또한 여러 관측 장비를 결합하는 방식이 행성 연구에서 중요한 역할을 한다는 점도 강조했다. 연구진은 “두 망원경 데이터를 통합함으로써 단일 관측으로는 얻기 어려운 보다 종합적인 행성 활동을 파악할 수 있다”고 밝혔다.
향후 NASA는 이러한 관측을 바탕으로 토성의 변화하는 대기를 지속적으로 추적하고, 폭풍 시스템을 관찰하며 보다 정교한 기후 모델을 구축해 나갈 계획이다.
