한 연구에 따르면 해왕성과 천왕성은 모두 이전에 생각되었던 짙은 하늘색이나 옅은 청록색이 아닌 청록색인 것으로 나타났습니다. 이러한 역사적 색상 왜곡을 교정하기 위해 최신 망원경 데이터가 사용되었습니다. 크레딧: Patrick Irwin, 편집됨
패트릭 어윈(Patrick Irwin) 교수의 최근 연구는 이를 보여줍니다. 해왕성 그리고 천왕성 둘 다 청록색의 비슷한 색조로, 색상에 대한 이전 인식에 도전합니다. 이 연구는 현대 망원경 데이터를 사용하여 색상의 역사적 오류를 수정하고 궤도 위 천왕성의 미묘한 색상 변화를 설명했습니다.
해왕성은 풍부한 파란색과 천왕성의 녹색으로 유명하지만 새로운 연구에 따르면 두 얼음 거인은 일반적으로 생각했던 것보다 실제로 색상이 훨씬 더 가깝습니다.
캘리포니아 대학 패트릭 어윈(Patrick Irwin) 교수의 연구를 통해 행성의 정확한 그림자가 확인됐다. 옥스퍼드 대학교이는 오늘 왕립천문학회 월간 공지에 게재되었습니다.
그와 그의 팀은 해왕성은 짙은 하늘색이고 천왕성은 옅은 청록색을 띤다는 대중의 믿음에도 불구하고 두 세계가 실제로 비슷한 녹청색을 띠고 있다는 사실을 발견했습니다.
각각 1986년과 1989년 보이저 2호의 저공비행 직후에 공개된 천왕성과 해왕성의 보이저 2/ISS 이미지는 이 연구에서 개별 후보 이미지를 재처리하는 것과 비교되어 이들 행성의 실제 색상에 대한 최선의 추정치를 결정했습니다. 크레딧: Patrick Irwin
행성 색상에 대한 오해
천문학자들은 두 행성의 대부분의 현대 이미지가 실제 색상을 정확하게 반영하지 않는다는 것을 오랫동안 알고 있었습니다.
이러한 오해는 20세기에 두 행성을 촬영한 사진으로 인해 발생했습니다. NASA이 세계를 횡단한 유일한 우주선인 보이저 2호 미션 – 이미지가 별도의 색상으로 기록되었습니다.
단색 이미지는 나중에 다시 결합되어 '진짜' 컬러 이미지에 대해 항상 정확하게 균형을 이루지는 않았으며 종종 '너무 파랗게' 만들어지는 합성 컬러 이미지를 만들었습니다. 특히 Neptune의 경우 더욱 그렇습니다.
2015년부터 2022년까지 HST/WFC3에서 본 천왕성. 이 과정에서 연한 녹색 북극이 태양과 지구를 향해 회전합니다. 이 이미지에서는 적도와 위도가 북쪽 35도와 남쪽 35도로 표시되어 있습니다. 크레딧: Patrick Irwin
또한, Voyager 2호의 초기 해왕성 이미지 대비가 크게 개선되어 해왕성에 대한 현대적인 관점을 구성하는 구름, 띠, 바람을 더 잘 드러냅니다.
어윈 교수는 “친숙한 보이저 2호 천왕성의 이미지가 '실제' 색상에 가까운 형태로 공개되었지만 해왕성의 이미지는 실제로 늘어나고 강화되어 인위적으로 청색 편이된 것”이라고 말했습니다.
“당시 행성 과학자들 사이에서 인공적으로 채도가 높은 색상이 알려졌고 이를 설명하는 캡션과 함께 이미지가 공개되었지만 이러한 구분은 시간이 지남에 따라 사라졌습니다.”
“우리 모델을 원본 데이터에 적용함으로써 우리는 해왕성과 천왕성의 색상에 대해 현재까지 가장 정확한 표현을 재구성할 수 있었습니다.”
현대 연구를 통해 실제 색상을 설명합니다.
새로운 연구에서 연구자들은 다음의 데이터를 사용했습니다. 허블 우주 망원경STIS(Space Telescope Spectrograph Imager) 및 Multi-Unit Spectrograph Explorer(묵상) 유럽 남부 천문대 매우 큰 망원경. 두 장치 모두에서 각 픽셀은 연속적인 색상 스펙트럼입니다.
이는 STIS 및 MUSE 관측을 명확하게 처리하여 천왕성과 해왕성의 실제 겉보기 색상을 결정할 수 있음을 의미합니다.
연구원들은 이 데이터를 사용하여 보이저 2호와 허블 우주 망원경의 광시야 카메라 3(WFC3)이 기록한 합성 컬러 이미지의 균형을 재조정했습니다.
이를 통해 천왕성과 해왕성이 실제로는 다소 비슷한 청록색이라는 사실이 밝혀졌습니다. 가장 큰 차이점은 해왕성이 약간 더 푸른색을 띠고 있다는 점인데, 모델에서는 해왕성의 연무층이 얇아서 발생하는 것으로 나타났습니다.
천왕성의 2년(천왕성의 1년은 지구의 84.02년에 해당) 동안 천왕성의 계절적 색상 변화를 보여주는 애니메이션으로, 1900년부터 2068년까지 이어지며 천왕성의 남극이 태양을 거의 직접 향하는 남하지 직전부터 시작됩니다.
왼쪽 디스크는 천왕성의 육안 모습을 보여주고, 오른쪽 디스크의 색상은 확장되고 향상되어 대기의 특징을 더욱 뚜렷하게 만듭니다. 이 애니메이션에서는 천왕성의 자전이 3,000배 이상 느려져 행성의 자전을 볼 수 있으며, 별도의 폭풍 구름이 행성의 원반을 통과하는 모습이 보입니다.
행성이 하지점을 향해 이동함에 따라 구름 불투명도가 증가하고 메탄 함량이 감소하는 창백한 극 “모형”이 행성의 전체 색상에 계절적 변화를 가져오는 행성의 디스크를 더 많이 채우는 것을 볼 수 있습니다.
천왕성 원반의 크기 변화는 천왕성이 공전하는 동안 태양으로부터의 거리가 변하기 때문입니다.
출처: 옥스퍼드 대학교 패트릭 어윈(Patrick Irwin)
천왕성의 색깔 차이를 설명하세요
이 연구는 또한 천왕성이 태양 주위를 84년 공전하는 동안 색이 약간 변하는 이유에 대한 오랜 미스터리에 대한 답을 제공합니다.
연구진은 1950년부터 2016년까지 애리조나주 로웰 천문대에서 파란색과 녹색 파장으로 기록한 밝기 측정값과 얼음 거인의 이미지를 처음으로 비교한 후 결론에 도달했습니다.
이러한 측정에 따르면 천왕성은 지구의 극 중 하나가 우리 별을 향하고 있는 하지(즉, 여름과 겨울)에 약간 더 녹색으로 보입니다. 그러나 춘분(태양이 적도 위에 있을 때)에는 그 색깔이 다소 더 파랗습니다.
그 이유 중 하나는 천왕성이 매우 특이한 회전을 하기 때문입니다.
그것은 실제로 궤도 동안 거의 옆으로 회전합니다. 이는 행성의 동지 동안 북극 또는 남극이 태양과 지구를 거의 직접 향한다는 것을 의미합니다.
연구원들은 극지방의 반사율의 변화가 우리 행성에서 볼 때 천왕성의 전반적인 밝기에 상당한 영향을 미치기 때문에 이것이 중요하다고 말했습니다.
천문학자들이 덜 명확하게 알고 있는 것은 이러한 반사가 어떻게 또는 왜 다른지에 대한 것입니다.
이로 인해 연구자들은 천왕성 극지방의 스펙트럼과 적도 지역의 스펙트럼을 비교하는 모델을 개발하게 되었습니다.
그녀는 극지방이 청색 파장보다 녹색 및 적색 파장에서 더 반사된다는 사실을 발견했는데, 그 이유 중 하나는 적색을 흡수하는 메탄이 적도에 비해 극 근처에 절반 정도 풍부하기 때문입니다.
그러나 이것만으로는 색 변화를 완전히 설명하기에는 충분하지 않았기 때문에 연구자들은 이전에 여름에 관찰되었던 얼음 안개가 점차 짙어지는 '뚜껑' 형태, 즉 햇빛에 비치는 극지와 같은 형태의 새로운 변수를 모델에 추가했습니다. 행성. 춘분에서 동지로 이동합니다.
천문학자들은 이것이 메탄 얼음 입자로 구성되었을 가능성이 있다고 믿고 있습니다.
모델에서 시뮬레이션했을 때 얼음 입자는 극지의 녹색 및 빨간색 파장에서 반사율이 증가하여 천왕성이 동지에서 더 푸르른 이유를 설명합니다.
어윈 교수는 “이번 연구는 천왕성이 궤도를 돌 때 색깔이 변하는 이유를 설명하기 위해 정량적 모델과 영상 데이터를 일치시킨 최초의 연구”라고 말했습니다.
“이런 방식으로 우리는 극지방의 메탄 함량이 감소하고 밝게 흩어진 메탄 얼음 입자의 두께가 증가하기 때문에 동지에는 천왕성이 더 푸르른다는 것을 증명했습니다.”
수십 년 동안 해왕성과 천왕성을 연구해 왔지만 이번 연구에는 참여하지 않은 천문학 연구 대학 협회(AURA)의 하이디 해밀 박사는 이렇게 말했습니다. “해왕성의 색에 대한 잘못된 인식과 천왕성의 특이한 색 변화는 수십 년 동안 우리를 혼란스럽게 만들었습니다. 이 포괄적인 연구는 마침내 두 가지 문제를 모두 해결해야 합니다.
미래탐구와 지속적인 연구
1980년대 보이저(Voyager)의 유산을 바탕으로 건설된 얼음 거인 천왕성과 해왕성은 미래의 로봇 탐험가들에게 여전히 매력적인 목적지로 남아 있습니다.
이번 연구의 공동 저자이자 레스터 대학의 행성 과학자인 리 플레처(Lee Fletcher) 교수는 다음과 같이 말했습니다. “이상한 계절 대기부터 고리와 달의 다양한 수집에 이르기까지 천왕성계를 탐험하는 임무는 매우 높습니다. -프로필 1번.” 향후 수십 년 동안 우주 기관의 우선 순위입니다.
그러나 천왕성을 공전하는 장수 행성 탐험가라도 천왕성 연도의 간략한 스냅샷만 포착할 수 있습니다.
“태양계의 가장 이상한 계절에 반응하여 천왕성의 모양과 색이 수십 년에 걸쳐 어떻게 변했는지 보여주는 이와 같은 지상 기반 연구는 이 미래 임무의 발견을 더 넓은 맥락에 적용하는 데 필수적일 것입니다.”라고 Fletcher 교수는 덧붙였습니다.
참고 자료: Patrick J. J. Irwin, Jack Dobinson, Arjuna James, Nicholas A. Tenby, Amy A. Simon, Lee N. Fletcher, Michael T. Roman의 “천왕성의 계절별 색상 및 크기 순환 모델링 및 해왕성과의 비교”, Glenn S. Orton, Michael H. Wong, Daniel Toledo, Santiago Pérez Hoyos 및 Julie Beck, 2023년 9월 12일, 왕립천문학회 월간 공지.
도이: 10.1093/mnras/stad3761
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”