새로운 우주망원경이 지구에서 150만 km 떨어진 먼 우주 공간에서 근적외선 카메라를 이용해 촬영한 토성을 사진을 보내왔다.

사진에는 토성과 아름다운 고리, 위성이 함께 담겼다. 토성의 에이(A), 비(B), 씨(C) 고리와 얇은 고리인 지(G) 고리와 넓게 분포된 이(E) 고리, 위성 디오네, 엔셀라두스, 테티스를 볼 수 있다.

토성 고리는 암석과 얼음조각으로 형성됐다. 고리를 만든 입자 크기는 모래알부터 아주 큰 산만한 것까지 다양하다. 사진은 노출 시간을 길게 하여 이(E) 고리와 지(G) 고리와 같이 희미해서 보기 어려운 고리까지 보여주고 있다.

토성은 이번 관찰로 140개가 넘는 위성을 가진 것으로 확인되어 태양계에서 가장 많은 위성을 거느린 행성이 되었다. 위성인 엔셀라두스에서 많은 입자와 수증기를 내뿜어, E 고리를 이루는 재료가 되고 있다는 것은 이미 확인한 바 있다.

미국 항공우주국 나사(NASA, National Aeronautics and Space Administration)에서 이번에 공개한 토성 사진은 지난 6월 25일 지구 밖 150만 km의 위치에서 새로운 우주망원경인 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 근적외선 카메라(NIRCam)를 이용하여 촬영한 것이다.

그동안 토성의 모습은 파이오니어 11호, 보이저 1호와 2호, 카시니 우주선, 허블 우주망원경을 통해 확인했다.

토성 고리 가장자리로 갈수록 밝아지는 것은 빛을 흡수한 후 빛을 방출하는 메탄 형광이나 전리층의 삼수소 이온(H3+)의 영향 또는 두 가지 영향이 복합적으로 작용한 결과로 보고 있다.

토성이 전체적으로 어둡게 보이는 이유는 토성 대기에 있는 메탄가스가 빛을 흡수하기 때문이다. 북반구 극지방이 더 어둡게 보이는 이유는 메탄 증기의 영향으로 추정하고 있다.

사진을 통해 토성에서 북극과 남극을 비교해 행성의 계절도 알 수 있다. 토성은 현재 북반구가 여름이다. 남반구는 겨울이 끝나가면서 점점 밝아지고 있다.

나사는 이번 사진 공개에 앞서 지난해 7월 목성 사진을 공개했다. 지난해 9월에는 해왕성을 공개했고, 지난 4월에는 천왕성의 고리 사진을 공개했다.

새로운 우주망원경이 관측한 고리 행성의 첫 번째 공개는 지난해 7월 27일 촬영한 목성이다. 목성 사진에는 오로라와 함께 고리, 연무와 주변의 작은 위성, 은하 등이 담겼다.

오로라는 우주에서 날아온 고에너지 입자가 천체의 자기장을 따라 흐르다 대기권의 입자와 충돌하면서 빛을 내는 현상이다. 목성의 오로라는 태양계에서 가장 밝고 강력한 것으로 알려져 있고 사진에서도 뚜렷이 확인된다.

지난해 9월 21일에는 얇은 고리에 둘러싸인 얼음 행성 해왕성의 모습을 공개했다. 촬영은 목성보다 앞선 지난해 7월 12일이었다.

해왕성은 대기가 메탄가스로 인해 진한 파란색으로 보인다. 하지만 새로운 우주망원경의 근적외선 카메라에서는 영롱한 흰색으로 보이며, 메탄이 주성분인 얼음 구름은 옅은 색 줄무늬와 반점을 띈다.

해왕성 고리 위와 주변의 흰색 점과 같은 천체는 해왕성의 14개 위성 중 5개이다. 해왕성 고리를 촬영한 것은 1989년 보이저 2호에 이어 33년 만에 두 번째이다.

지난 4월에는 2월 6일 새로운 우주망원경이 촬영한 천왕성 사진도 공개됐다. 사진에서는 천왕성 13개 고리 중 11개를 확인할 수 있었다.

1986년 보이저 2호가 천왕성의 고리를 촬영했다. 하지만 그때와 달리 공개된 사진에는 천왕성의 선명한 고리 모습이 담겨 있어 천왕성에 대한 새로운 관점을 보여줬다.

새로운 우주망원경(JWST)은 2021년 12월 25일 지구를 출발해 지난해 7월부터 관측 임무에 들어갔다. 나사는 새로운 우주망원경 관측 1주년을 기념해 7월 12일 새로운 관측 사진 공개를 예고했다.