천왕성에서 찾아낸 적외선 오로라

지구 자기장이 역전되면 어떻게 될까. 대답은 천왕성에 있을지도 모른다. 태양에서 7번째 행성인 천왕성에서 처음으로 적외선 오로라가 발견됐다는 발표가 나왔다. 천왕성에서 자외선 오로라가 처음 발견된 건 1986년이지만 적외선 오로라는 지금까지 관측된 적이 없었다. 이런 적외선 오로라 발견에 대한 논문이 네이처천문학(Nature Astronomy)에 게재됐다.

2006년 9월 하와이에 위치한 케크 II 망원경 근적외선 분광기 NIRSPEC로 취득한 데이터를 새로 해석한 결과 하전입자 H3+ 이온 증가를 검출해 적외선 오로라 존재가 분명해진 것. 영국 레스터대학 연구팀은 지난 30년간에 이르는 천왕성 오로라 연구 집대성으로 드디어 적외선 오로라를 밝히고 이 행성 내 오로라 조사를 위한 새로운 시대의 막이 열렸다고 밝혔다. 또 이번 성과는 거대한 얼음 행성에서 오로라에 대한 지식 폭을 넓혀 태양계 내나 태양계 외 행성 나아가 지구 행성 자기장에 대한 이해를 높여줄 것이라고 덧붙였다.

천왕성은 폭이 지구 4배나 되는 거대한 얼음 행성이다. 위성은 30개 가까이에 이르며 5대 위성 중 4개에는 바다층이 존재할 수 있어 우주 생물학적 조사에 적합하다. 또 지난해 공표된 행성과학 보고서에선 천왕성에 대한 탐사기를 다음 10년간 최우선 대형 미션으로 삼아야 한다고 선언되고 있어 행성 자체에도 과학적 가치가 있다고 밝히고 있다.

이번에 발견된 오로라 외에도 올해 들어 천왕성 관측에선 새로운 동향이 있었다. 3월 공개된 건 허블우주망원경에 의한 천왕성 변화를 포착한 이미지로 현재는 북극이 태양 방향을 향하고 있다. 4월 공개된 건 100억 달러짜리 제임스웹우주망원경이 포착한 먼지로 이뤄진 천왕성 고리. 허블우주망원경이 촬영한 이미지에선 희미하지만 제임스웹우주망원경 성능 덕에 선명하게 찍혔다.

천왕성 오로라도 지구 오로라와 비슷한 원리로 발생한다. 행성 자기장을 따라 쏟아진 하전입자가 대기에 부딪쳐 가시광이나 적외선, 자외선 파장에서 발광하는 것이다. 연구팀은 천왕성 오로라를 연구하면 천왕성 대기와 지자기 방향이 남북 반대가 되는 지자기 역전에 대한 이해를 깊게 할 수 있다고 밝히고 있다. 이 현사엥 대한 연구는 많지 않기 때문에 인공위성, 통신, 내비게이션 등 지구 자기장에 좌우되는 시스템에 어떤 영향을 미치는지는 모른다.

하지만 천왕성에선 자전축과 자기축의 독특한 어긋남 때문에 이런 과정이 매일 일어나고 있다. 천왕성 오로라 연구를 계속하면 지구 자장 반전이 미래에 일어났을 때 어떻게 될지 지자기에 있어 어떤 의미를 갖게 될지 데이터를 얻을 수 있을 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.