천왕성과 해왕성의 파란색 색조가 다른 이유

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해왕성

천왕성은 태양계에 속하는 7번째 행성이며, 전체적으로 청록색을 띠고 있습니다. 해왕성은 태양계 행성들 중에 태양에서 가장 먼 거리에 있습니다. 두 행성 모두 파란색을 띠고 있습니다. 그러나 서로 다른 색조를 가지고 있는 이유가 무엇인지 알아보겠습니다.

천왕성과 해왕성이 서로 다른 파란색을 가지는 이유

천왕성과 해왕성의 질량은 서로 비슷합니다. 천왕성은 지구 질량의 약 15배이고, 해왕성은 지구 질량의 약 17배 정도입니다. 수소, 헬륨 및 메탄의 조성은 거의 동일합니다. 새로운 연구에 따르면 천왕성의 '정지되고 느린' 대기는 가스 거성에 안개가 쌓이고 집중되어 해왕성보다 더 하얀 청록색으로 보이게 합니다. 자외선에서 근적외선까지의 파장을 이용한 새로운 연구 모델은 두 행성의 여러 대기층을 조사했습니다. 그 연구 결과로 행성의 내부 대기층에 메탄과 황화수소의 얼음 구름보다 더 많은 안개가 있다는 것을 알게 되었습니다. 옥스퍼드 대학의 행성 물리학 교수인 Patrick Irwin은 천왕성과 해왕성의 색상 차이를 설명하는 최초의 연구라고 말했습니다. 이전 과학자들은 해왕성의 메탄가스가 붉은빛을 흡수하고 더 푸른색을 반사하기 때문에 해왕성이 더 파랗게 만든다는 의견을 제시했습니다. 그러나 과학자들은 천왕성이 해왕성보다 더 많은 메탄을 가지고 있는 것에 대해서는 이유를 설명하기 어려웠습니다. 그렇기 때문에 두 행성의 색감 차이의 원인에는 다른 이유가 있다고 추측하였지만, 두 행성 사이에 다른 차이점들은 이러한 궁금증에 대해 명쾌한 단서를 드러내지 않았습니다. 이 두 행성의 연구는 1980년대에 NASA의 보이저 2호 우주선이 각 행성을 방문하고 난 후 진행되었습니다. 그 후로는 과학자들은 이 행성들을 확인하기 위해 망원경에만 의존해왔습니다.

 

 

 

천왕성과 해왕성의 특징

천왕성은 약 20년 동안 극단적인 계절이 지속되는 방식으로 태양계 평면에 비해 한쪽으로 회전하고 있습니다. 연구에 따르면 지구 크기의 두 배가 천왕성에 부딪혀 이상한 방향이 생겼습니다. 천왕성 내부는 햇빛을 보충하기 위한 열이 거의 없기 때문에 태양계 행성 중 가장 차가운 대기를 가지고 있습니다. 천왕성의 주요 특징 중에 하나는 폭풍우입니다. 2014년에는 폭풍우가 보통 고요한 세상에서 꽤 활동적이었을 때 인상적인 쇼를 보여주었습니다. 천문학자들은 태양빛이 적도에 직접 닿았던 2007년에 그 행성에서 가장 햇빛이 강했다는 사실을 알고 놀랐습니다. 그 시간의 간격의 대한 이유는 잘 이해할 수 없었습니다. 해왕성은 태양계에서 가장 빠른 속도로 바람을 일으킵니다. 이 바람은 최대 시속 1,500 mph에 달합니다. 보이저 2호가 해왕성 근처를 비행했을 때 지구 전체를 포함할 수 있을 만큼 큰 폭풍을 발견했습니다.

두 행성에 대한 연구와 결과

새로운 연구를 위해 천문학자들은 하와이의 마우나케아 정상 근처에 있는 제미니 노스 망원경과 하와이에 본부를 둔 NASA 적외선 망원경 시설 및 허블의 기록 자료와 함께 여러 관측소를 이용했습니다. 이 연구는 자외선, 가시광선, 근적외선 파장을 대상으로 진행했습니다. 이 자료에서 특히 중요한 구성 요소 중 하나는 주어진 천체가 방출하는 빛의 파장을 측정하는 독특한 '지문'이었습니다. 제미니 노스의 스펙트럼을 통해 과학자들은 각 대기가 지구 전체 걸쳐 얼마나 반사되어있는지 이해할 수 있었습니다. 결과는 대기의 부유 입자인 에어로졸에 초첨을 맞추고 있으며, 두 행성의 대기에서 서로 다른 높이에 있는 세 층의 부유 입자입니다. 연구원들은 천왕성과 해왕성의 중간층이 서로 다른 푸른빛의 가장 큰 원인이라고 말합니다. 두 행성의 메탄 얼음은 에어로졸로 응축되지만 다른 두 층은 갈라집니다. 해왕성의 활동적인 대기는 메탄 입자를 안갯속으로 이동시켜 시간이 지나고 안개를 제거할 때 눈을 만들어 낼 가능성이 높습니다. 하지만 천왕성은 느리게 움직이는 대기 때문에 안개층이 더 두껍습니다. 또한 과학자들은 두 행성의 중간 대기층이 어두운 반점들을 만들어 낸다고 추측합니다. 현재까지는 과학자들이 이 두 행성을 연구하기 위해 지상 기반 및 허블 기록 자료에 계속 의존해야 합니다. 한편, 과학자들은 천왕성의 대기가 2049년에 어떻게 변하는지 더 많이 알게 되길 바라고 있습니다. 이 연구는 5월 23일 지구물리학 연구 저널에 발표되었습니다.