지구 오로라보다 수백 배 밝다…제임스웹 우주망원경, 목성 오로라 포착 [아하! 우주]

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수정 2025-05-13 10:48

입력 2025-05-13 10:48

2023년 12월 25일 웹 망원경의 NIRCam(근적외선 카메라)으로 촬영된 목성 오로라. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), J. Nichols (University of Leicester), M. Zamani (ESA/Webb)

‘태양계 큰형님’ 목성의 신비로운 오로라 비밀을 밝힌 연구 결과가 나왔다. 최근 영국 레스터 대학 등 국제공동연구팀은 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 촬영한 목성의 오로라 사진을 분석한 결과 지구의 것보다 수백 배나 더 밝다는 연구 결과를 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 최신 호에 발표했다.

목성의 북극을 화려하게 수놓은 이 오로라는 2023년 12월 25일 웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영됐다. 사진을 보면 그간 볼 수 없었던 목성의 새로운 모습이 담겼는데, 대기의 가스 원자와 우주의 고에너지 입자가 충돌하면서 춤추는 듯 빛을 쏟아낸다.

목성의 오로라. 사진= NASA, ESA, CSA, Jonathan Nichols (University of Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb)

지구의 오로라는 태양 표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화로 고도 100∼500㎞ 상공에서 대기 중 산소 분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 목성 역시 태양에서 방출하는 고에너지 입자의 영향을 받아 같은 현상이 발생하는데, 특히 목성의 강력한 자기장이 위성 이오의 거대한 화산에서 방출하는 입자를 포집해 더욱 밝게 빛난다.

웹 망원경이 포착한 목성과 고리, 위성들의 모습. 사진=NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt.

논문의 주저자인 조나단 니콜스 교수는 “2023년 크리스마스에 오로라에 대한 자료를 수집하면서 목성의 오로라가 얼마나 역동적이고 강렬한지 깜짝 놀랐다”고 밝혔다. 이어 “목성의 오로라가 얼마나 빨리 변하는지 보고 싶었고 15분에 걸쳐 나타났다 사라지기를 반복할 것이라 예상했다”면서 “하지만 실제로는 오로라 영역 전체가 빛으로 펑펑 터지고 때로는 초 단위로 변하는 모습을 관측했다”고 덧붙였다. 한편 태양계에서는 목성 외에도 토성, 천왕성, 해왕성 등에서도 오로라가 발생한다. 앞서 지난 3월 웹 망원경은 처음으로 해왕성의 오로라를 관측한 바 있다.

박종익 기자