06년 2024월 XNUMX일
(나노 워크 뉴스) 해왕성은 풍부한 파란색과 천왕성 녹색으로 잘 알려져 있습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 두 얼음 거인은 일반적으로 생각하는 것보다 실제로 색상이 훨씬 더 가깝습니다.
행성의 정확한 음영은 옥스포드 대학의 패트릭 어윈(Patrick Irwin) 교수가 주도한 연구의 도움으로 확인되었습니다. 왕립 천문 학회 월간 고지 (“천왕성의 색과 크기의 계절적 순환을 모델링하고 해왕성과 비교”).
그와 그의 팀은 해왕성은 짙은 하늘색이고 천왕성은 옅은 청록색을 띤다는 일반적인 믿음에도 불구하고 두 세계가 실제로 비슷한 녹청색이라는 사실을 발견했습니다.
Voyager 2/ISS의 천왕성과 해왕성의 이미지는 각각 2년과 1986년 Voyager 1989호의 저공비행 직후에 공개되었으며, 이 연구에서 개별 필터 이미지를 재처리하여 이들 행성의 실제 색상에 대한 최상의 추정치를 결정했습니다. (이미지: 패트릭 어윈(Patrick Irwin), 옥스퍼드 대학교)
천문학자들은 두 행성의 대부분의 현대 이미지가 실제 색상을 정확하게 반영하지 않는다는 것을 오랫동안 알고 있었습니다.
이러한 오해는 20세기에 두 행성에서 포착한 이미지(이 세계를 통과한 유일한 우주선인 NASA의 보이저 2호 임무를 포함)가 서로 다른 색상으로 기록되었기 때문에 발생했습니다.
단일 색상 이미지는 나중에 재결합되어 "진짜" 컬러 이미지를 얻기 위해 항상 정확하게 균형을 이루지는 않았으며, 특히 Neptune의 경우 "너무 파란색"으로 만들어진 합성 컬러 이미지를 만들었습니다.
또한 Voyager 2의 초기 해왕성 이미지는 대비가 강하게 향상되어 해왕성에 대한 현대적인 관점을 형성하는 구름, 띠 및 바람을 더 잘 드러냅니다.
어윈 교수는 "친숙한 보이저 2호 천왕성의 이미지는 '실제' 색상에 가까운 형태로 공개되었지만 해왕성의 이미지는 사실 늘어나거나 강화되어 인위적으로 너무 파란색으로 만들어졌습니다."라고 말했습니다.
"당시 행성 과학자들 사이에서 인공적으로 채도가 높은 색상이 알려졌고 이를 설명하는 캡션과 함께 이미지가 공개되었지만 시간이 지남에 따라 그 구별이 사라졌습니다."
"우리 모델을 원본 데이터에 적용하여 해왕성과 천왕성의 색상을 가장 정확하게 표현한 것으로 재구성할 수 있었습니다."
새로운 연구에서 연구원들은 허블 우주 망원경의 STIS(Space Telescope Imaging Spectrograph)와 유럽 남부 천문대의 초거대 망원경에 있는 MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer)의 데이터를 사용했습니다. 두 기기 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 2호 카메라와 허블 우주 망원경의 광시야 카메라 3(WFC3)에서 기록한 합성 컬러 이미지의 균형을 재조정했습니다.
이를 통해 천왕성과 해왕성이 실제로는 다소 비슷한 녹청색이라는 사실이 밝혀졌습니다. 가장 큰 차이점은 해왕성에 약간의 파란색이 더 있다는 점인데, 모델에서는 해당 행성의 안개 층이 더 얇기 때문에 나타나는 것으로 나타났습니다.
이 연구는 또한 태양의 84년 궤도 동안 천왕성의 색이 약간 변하는 이유에 대한 오랜 미스터리에 대한 답을 제공합니다.
저자들은 얼음 거인의 이미지를 1950년부터 2016년까지 애리조나주 로웰 천문대에서 파란색과 녹색 파장으로 기록한 밝기 측정값과 비교한 후 결론에 도달했습니다.
이러한 측정에 따르면 천왕성은 동지(至至)에 약간 더 녹색으로 보입니다(즉, 여름과 겨울), 행성의 극 중 하나가 우리 별을 향할 때. 그러나 태양이 적도 위에 있는 춘분 동안에는 다소 푸른색을 띠게 됩니다.
이에 대한 이유 중 하나는 천왕성이 매우 특이한 회전을 가지고 있기 때문인 것으로 알려져 있습니다.
그것은 궤도 동안 거의 옆으로 회전하는데, 이는 행성의 동지 동안 북극이나 남극이 거의 태양과 지구를 향하고 있음을 의미합니다.
저자들은 극지방의 반사율에 대한 모든 변화가 지구에서 볼 때 천왕성의 전반적인 밝기에 큰 영향을 미치기 때문에 이것이 중요하다고 말했습니다.
천문학자들이 덜 명확하게 알고 있는 것은 이 반사율이 어떻게, 왜 다른지에 대한 것입니다.
이로 인해 연구자들은 천왕성의 극지방과 적도 지역의 스펙트럼을 비교하는 모델을 개발하게 되었습니다.
극지방은 청색 파장보다 녹색 및 적색 파장에서 반사율이 더 높은 것으로 나타났는데, 그 이유 중 하나는 적색을 흡수하는 메탄이 적도보다 극 근처에 절반 정도 풍부하기 때문입니다.
그러나 이것은 색상 변화를 완전히 설명하기에 충분하지 않았기 때문에 연구자들은 이전에 여름 동안 관찰되었던 태양빛 극을 행성으로 관찰했던 점차적으로 짙어지는 얼음 안개의 '후드' 형태로 모델에 새로운 변수를 추가했습니다. 춘분에서 동지로 이동합니다.
천문학자들은 이것이 메탄 얼음 입자로 구성되었을 가능성이 있다고 생각합니다.
모델에서 시뮬레이션했을 때 얼음 입자는 극지의 녹색 및 빨간색 파장에서 반사를 더욱 증가시켰으며, 이는 왜 천왕성이 동지에서 더 푸르른지에 대한 설명을 제공합니다.
어윈 교수는 “이것은 천왕성의 궤도 동안 색이 변하는 이유를 설명하기 위해 정량적 모델을 영상 데이터와 일치시킨 최초의 연구”라고 말했다.
"이런 방식으로 우리는 극지방의 메탄 함량이 감소하고 밝게 산란되는 메탄 얼음 입자의 두께가 증가하기 때문에 천왕성이 동지에서 더 푸르르다는 것을 입증했습니다."
수십 년 동안 해왕성과 천왕성을 연구해 왔지만 이번 연구에는 참여하지 않은 천문학 연구 대학 협회(AURA)의 하이디 하멜(Heidi Hammel) 박사는 다음과 같이 말했습니다. 천왕성은 수십 년 동안 우리를 괴롭혔습니다. 이 포괄적인 연구를 통해 마침내 두 가지 문제가 모두 해결될 것입니다.”
얼음 거인 천왕성과 해왕성은 1980년대 보이저호의 유산을 바탕으로 미래의 로봇 탐험가들에게 매력적인 목적지로 남아 있습니다.
레스터 대학의 행성 과학자이자 이번 연구의 공동 저자인 레이 플레처(Leigh Fletcher) 교수는 다음과 같이 말했습니다. “기괴한 계절 대기부터 다양한 고리와 달의 수집에 이르기까지 천왕성계를 탐험하는 임무는 매우 중요합니다. 앞으로 수십 년 동안 우주 기관의 최우선 과제입니다.”
그러나 천왕성 주변 궤도에 있는 장수 행성 탐험가라도 천왕성 연도의 짧은 스냅샷만 포착할 수 있습니다.
Voyager 2/ISS의 천왕성과 해왕성의 이미지는 각각 2년과 1986년 Voyager 1989호의 저공비행 직후에 공개되었으며, 이 연구에서 개별 필터 이미지를 재처리하여 이들 행성의 실제 색상에 대한 최상의 추정치를 결정했습니다. (이미지: 패트릭 어윈(Patrick Irwin), 옥스퍼드 대학교)
천문학자들은 두 행성의 대부분의 현대 이미지가 실제 색상을 정확하게 반영하지 않는다는 것을 오랫동안 알고 있었습니다.
이러한 오해는 20세기에 두 행성에서 포착한 이미지(이 세계를 통과한 유일한 우주선인 NASA의 보이저 2호 임무를 포함)가 서로 다른 색상으로 기록되었기 때문에 발생했습니다.
단일 색상 이미지는 나중에 재결합되어 "진짜" 컬러 이미지를 얻기 위해 항상 정확하게 균형을 이루지는 않았으며, 특히 Neptune의 경우 "너무 파란색"으로 만들어진 합성 컬러 이미지를 만들었습니다.
또한 Voyager 2의 초기 해왕성 이미지는 대비가 강하게 향상되어 해왕성에 대한 현대적인 관점을 형성하는 구름, 띠 및 바람을 더 잘 드러냅니다.
어윈 교수는 "친숙한 보이저 2호 천왕성의 이미지는 '실제' 색상에 가까운 형태로 공개되었지만 해왕성의 이미지는 사실 늘어나거나 강화되어 인위적으로 너무 파란색으로 만들어졌습니다."라고 말했습니다.
"당시 행성 과학자들 사이에서 인공적으로 채도가 높은 색상이 알려졌고 이를 설명하는 캡션과 함께 이미지가 공개되었지만 시간이 지남에 따라 그 구별이 사라졌습니다."
"우리 모델을 원본 데이터에 적용하여 해왕성과 천왕성의 색상을 가장 정확하게 표현한 것으로 재구성할 수 있었습니다."
새로운 연구에서 연구원들은 허블 우주 망원경의 STIS(Space Telescope Imaging Spectrograph)와 유럽 남부 천문대의 초거대 망원경에 있는 MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer)의 데이터를 사용했습니다. 두 기기 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 2호 카메라와 허블 우주 망원경의 광시야 카메라 3(WFC3)에서 기록한 합성 컬러 이미지의 균형을 재조정했습니다.
이를 통해 천왕성과 해왕성이 실제로는 다소 비슷한 녹청색이라는 사실이 밝혀졌습니다. 가장 큰 차이점은 해왕성에 약간의 파란색이 더 있다는 점인데, 모델에서는 해당 행성의 안개 층이 더 얇기 때문에 나타나는 것으로 나타났습니다.
이 연구는 또한 태양의 84년 궤도 동안 천왕성의 색이 약간 변하는 이유에 대한 오랜 미스터리에 대한 답을 제공합니다.
저자들은 얼음 거인의 이미지를 1950년부터 2016년까지 애리조나주 로웰 천문대에서 파란색과 녹색 파장으로 기록한 밝기 측정값과 비교한 후 결론에 도달했습니다.
이러한 측정에 따르면 천왕성은 동지(至至)에 약간 더 녹색으로 보입니다(즉, 여름과 겨울), 행성의 극 중 하나가 우리 별을 향할 때. 그러나 태양이 적도 위에 있는 춘분 동안에는 다소 푸른색을 띠게 됩니다.
이에 대한 이유 중 하나는 천왕성이 매우 특이한 회전을 가지고 있기 때문인 것으로 알려져 있습니다.
그것은 궤도 동안 거의 옆으로 회전하는데, 이는 행성의 동지 동안 북극이나 남극이 거의 태양과 지구를 향하고 있음을 의미합니다.
저자들은 극지방의 반사율에 대한 모든 변화가 지구에서 볼 때 천왕성의 전반적인 밝기에 큰 영향을 미치기 때문에 이것이 중요하다고 말했습니다.
천문학자들이 덜 명확하게 알고 있는 것은 이 반사율이 어떻게, 왜 다른지에 대한 것입니다.
이로 인해 연구자들은 천왕성의 극지방과 적도 지역의 스펙트럼을 비교하는 모델을 개발하게 되었습니다.
극지방은 청색 파장보다 녹색 및 적색 파장에서 반사율이 더 높은 것으로 나타났는데, 그 이유 중 하나는 적색을 흡수하는 메탄이 적도보다 극 근처에 절반 정도 풍부하기 때문입니다.
그러나 이것은 색상 변화를 완전히 설명하기에 충분하지 않았기 때문에 연구자들은 이전에 여름 동안 관찰되었던 태양빛 극을 행성으로 관찰했던 점차적으로 짙어지는 얼음 안개의 '후드' 형태로 모델에 새로운 변수를 추가했습니다. 춘분에서 동지로 이동합니다.
천문학자들은 이것이 메탄 얼음 입자로 구성되었을 가능성이 있다고 생각합니다.
모델에서 시뮬레이션했을 때 얼음 입자는 극지의 녹색 및 빨간색 파장에서 반사를 더욱 증가시켰으며, 이는 왜 천왕성이 동지에서 더 푸르른지에 대한 설명을 제공합니다.
어윈 교수는 “이것은 천왕성의 궤도 동안 색이 변하는 이유를 설명하기 위해 정량적 모델을 영상 데이터와 일치시킨 최초의 연구”라고 말했다.
"이런 방식으로 우리는 극지방의 메탄 함량이 감소하고 밝게 산란되는 메탄 얼음 입자의 두께가 증가하기 때문에 천왕성이 동지에서 더 푸르르다는 것을 입증했습니다."
수십 년 동안 해왕성과 천왕성을 연구해 왔지만 이번 연구에는 참여하지 않은 천문학 연구 대학 협회(AURA)의 하이디 하멜(Heidi Hammel) 박사는 다음과 같이 말했습니다. 천왕성은 수십 년 동안 우리를 괴롭혔습니다. 이 포괄적인 연구를 통해 마침내 두 가지 문제가 모두 해결될 것입니다.”
얼음 거인 천왕성과 해왕성은 1980년대 보이저호의 유산을 바탕으로 미래의 로봇 탐험가들에게 매력적인 목적지로 남아 있습니다.
레스터 대학의 행성 과학자이자 이번 연구의 공동 저자인 레이 플레처(Leigh Fletcher) 교수는 다음과 같이 말했습니다. “기괴한 계절 대기부터 다양한 고리와 달의 수집에 이르기까지 천왕성계를 탐험하는 임무는 매우 중요합니다. 앞으로 수십 년 동안 우주 기관의 최우선 과제입니다.”
그러나 천왕성 주변 궤도에 있는 장수 행성 탐험가라도 천왕성 연도의 짧은 스냅샷만 포착할 수 있습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64356.php
