과학자들은 천왕성과 해왕성의 색이 다른 이유를 설명합니다.

허블 우주 망원경, NASA 적외선 망원경, 그리고 제미니 천문대의 관찰에 따르면, 천왕성의 과도한 스모그는 해왕성의 스모그보다 더 창백하고, 어두운 점들은 두 번째 더 깊은 구름/연기 층을 어둡게 하기 때문에 생긴다고 합니다.

 

 

천왕성과 해왕성

천문학자들은 이제 왜 비슷한 행성인 천왕성과 해왕성이 다른 색을 가지고 있는지 이해할 수 있습니다. 허블 우주 망원경, NASA의 적외선 망원경 시설, 그리고 제미니 북방 망원경의 관측을 이용하여, 연구원들은 두 행성의 관측과 일치하는 단일 대기 모델을 개발했습니다. 이 모델은 천왕성의 정체되고 느린 대기에 천왕성의 과도한 스모그가 축적되어 해왕성보다 밝게 보인다는 것을 보여줍니다. 이 모델은 또한 1989년 보이저 2가 관찰한 유명한 대반점(GDS)처럼 어두울 때 대기의 어두운 점을 설명할 수 있는 더 깊은 두 번째 층이 있다는 것을 보여줍니다. 해왕성과 천왕성은 질량, 크기, 대기의 조성이 비슷하지만, 겉모습은 상당히 다릅니다. 가시광선 파장에서, 해왕성은 천왕성보다 분명히 더 푸르고, 천문학자들은 왜 이것이 그럴 수 있는지에 대한 설명을 해왔습니다. 새로운 연구에 따르면, 두 행성의 집중된 연기 층은 천왕성의 비슷한 층보다 천왕성의 경우 더 두껍고 천왕성의 경우 천왕성의 모습이 "하얗게" 보인다고 합니다. 만약 해왕성과 천왕성의 대기에 안개가 없다면, 둘 다 거의 똑같이 파란색으로 보일 것입니다.

 

에러로졸

이 결론은 옥스포드 대학의 행성 물리학 교수인 패트릭 어윈이 이끄는 국제 팀이 해왕성과 천왕성의 대기의 에어로졸 층을 설명하기 위해 개발한 모델에서 나왔습니다. 그 행성의 상층 대기권에 대한 이전의 조사는 특정한 파장에서만 대기의 모양에 초점을 맞췄습니다. 하지만, 몇 개의 대기층으로 구성된 이 새로운 모델은 광범위한 파장에 걸쳐 두 행성의 관측 결과와 동시에 일치합니다. 새로운 모델은 또한 이전에 메탄과 황화수소 얼음의 구름만을 포함하고 있다고 생각되었던 스모그 입자의 더 깊은 층을 포함합니다. 천왕성과 해왕성의 비행기입니다. 이 도표는 패트릭 어윈이 이끄는 과학자 팀에 의해 모델링된 천왕성과 해왕성의 대기에 있는 세 개의 에어로졸 층을 보여줍니다. 다이어그램의 높이 스케일은 10bar 레벨 이상의 높이를 나타냅니다.  가장 깊은 층(에어로졸-1층)은 두꺼운 황화수소 얼음과 행성의 대기와 햇빛의 상호작용에 의해 생성된 입자의 혼합물로 구성되어 있다고 생각됩니다. 색에 영향을 미치는 핵심 층은 중간 층으로, 천왕성에서 해왕성에서보다 더 두껍습니다. 그 팀은 두 행성의 메탄 얼음이 이 층의 입자 위로 응축되어, 메탄 눈이 내리는 소나기 속에서 입자들을 대기로 깊숙이 끌어당길 것이라고 믿고 있습니다. 해왕성은 천왕성보다 더 활동적이고 강렬한 대기를 가지고 있기 때문에, 그 팀은 해왕성의 대기가 메탄 입자들을 안개 층으로 휘저어 이러한 눈을 만드는 데 더 효율적이라고 믿고 있습니다. 이것은 더 많은 안개를 제거하고 해왕성의 안개층을 천왕성보다 더 얇게 유지시켜줍니다. 다른 말로 하면, 해왕성의 파란색은 더 강해 보입니다. 이 두 층에서 확장된 스모그 층(에어로졸-3 층)은 아래 층과 비슷하지만 더 약합니다. 해왕성에서는 커다란 메탄 얼음 입자들이 이 층에 형성되기도 합니다.  "이것은 반사된 햇빛의 관측을 자외선으로부터 근적외선 파장으로 동시에 적응시킨 첫 번째 모델입니다," 라고 그 결과를 지구물리학 연구 저널에 발표한 논문의 주요 저자인 어윈 교수가 설명합니다. "이것은 또한 천왕성과 해왕성의 보이는 색깔의 차이를 처음으로 설명했습니다." 이 팀의 모델은 높이가 다른 에어로졸의 세 층으로 구성되어 있습니다. 색에 영향을 미치는 핵심 층은 중간 층으로, 천왕성에서 해왕성에서보다 더 두껍습니다.