해왕성의 온도가 냉각되는 것에 대한 원인

해왕성

해왕성은 태양계 행성들 중 태양에서 가장 먼 거리에 있습니다. 파란색을 띠고 있으며 고리를 가지고 있지만 희미해서 잘 보이지 않습니다. 최초의 관측 기록은 이탈리아의 천문학자인 Galileo Galilei가 1612년 12월에서 1613년 1월 사이에 망원경을 이용해 움직임을 기록했다는 자료가 있습니다. 해왕성은 가스형 행성으로 고체 형태의 표면이 없습니다. 2018년 기준으로 14개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려졌습니다. 얼마 전 관측 결과로 해왕성의 온도가 낮아지는 현상을 관찰하였습니다. 과학자들은 그 원인에 대해서 알아내었습니까?

해왕성이 냉각되는 현상

20년간의 관측 결과, 태양계에서 가장 멀리 떨어진 행성인 해왕성의 천문학적인 여름 동안 예상치 못한 현상이 나타났다는 것으로 밝혀졌습니다. 해왕성은 태양 주위를 한 바퀴 도는데 지구 시간으로 약 165년이 걸립니다. 또한 이 행성의 계절은 40년이상으로 지구보다 훨씬 더 오래 지속됩니다. 지난 20년 동안 이 행성이 남쪽 여름으로 접어들면서 천문학자들은 지구의 평균 온도가 섭씨 8도씩 크게 차가워지는 것을 관찰했습니다. 레스터 대학의 연구원이자 새 논문의 주요 저자인 Michael Roman은 발표에서 '이러한 변화는 예상치 못한 일입니다. 우리가 남쪽의 초여름 동안 해왕성을 관찰해왔기 때문에 기온이 차가워지는 것이 아니라 서서히 따뜻해질 것으로 예상할 것입니다.'라고 말했습니다. 연구팀은 2003년부터 2018년까지 칠레의 유럽 남방 천문대(ESO)의 초대형 망원경, 하와이의 Keck 망원경, Subaru 망원경, 그리고 NASA의 스피처 우주 망원경을 비롯한 세계 최고의 망원경으로 얻은 빛 스펙트럼의 열을 운반하는 적외선 부분에서 관측한 내용을 분석했습니다.

해왕성의 계절의 흐름

그러나 연구진들은 관찰된 냉각은 균일하지 않았다고 발표했습니다. 해왕성 대기의 두 번째로 낮은 층인 성층권을 측정한 결과 해왕성의 남극 상공에서 온난화 경향이 나타났습니다. 2018년에서 2020년 사이, 2년 동안의 자료만 포함된 이 자료집은 약 섭씨 11도의 빠른 온난화를 보여주었습니다. 과학자들은 이러한 극지방의 온난화가 이전에 해왕성에서 관찰된 적이 없다고 말했습니다. 그러나 먼 해왕성의 관측은 지난 수십 년 동안만 가능했습니다. 그래서 과학자들은 해왕성의 자연적인 계절 흐름에 대해 거의 알지 못합니다. JPL의 수석 연구원이자 이 연구의 공동 저자인 Glenn Orton은 '우리의 자료는 해왕성 계절의 절반 미만을 다루고 있습니다. 그래서 아무도 크고 빠른 변화를 기대하지 않았습니다'라고 발표했습니다.

과학자들도 원인을 모른다

과학자들도 예상치 못한 온도의 변화를 일으키는 원인이 무엇인지 아직 모릅니다. 다만, 태양 활동의 11년 주기, 또는 별에 의한 흑점 생성의 주기적인 썰물과 흐름과 관련이 있을 수 있다고 생각합니다. Michael Roman은 '온도 변화는 해왕성의 대기 화학의 계절적 변화와 관련이 있을 수 있습니다. 이 것은 대기가 얼마나 효과적으로 냉각되는지를 변경할 수 있습니다. 그러나 날씨 패턴의 무작위 변동이나 11년 태양 활동 주기에 대한 반응도 영향을 미칠 수 있습니다'라고 말했습니다. 이전 연구에서는 흑점의 양과 해왕성의 밝기 사이에 연관성이 있을 수 있다고 의견을 제시하였습니다. 또한 새로운 연구는 태양 주기, 해왕성 대기의 구름 밝기 및 성층권 온도 사이의 가능한 연결에 대한 몇 가지 증거를 발견했습니다. 과학자들은 미래의 관측이 먼 행성의 신비에 대해 더 많은 빛을 밝힐 수 있기를 희망합니다. 역사상 가장 강력한 우주 관측소인 제임스 엡 우주 망원경은 해왕성과 다른 태양계의 행성인 천왕성에 대한 이해를 크게 향상할 것으로 기대합니다. 이번 연구의 공동 저자이자 레스터 대학 교수인 Leigh Fletcher는 '중적외선 기기인 MIRI의 절묘한 감도는 해왕성 대기의 화학 및 온도에 대한 전례 없는 새로운 지도를 제공하여 이러한 최근 변화의 특성을 더 잘 식별하는데 도움이 될 것입니다.'라고 발표했습니다. 이 연구는 행성 과학 저널에 2022년 4월 11일에 게재되었습니다.