(These observations of Jupiter's auroras were captured with Webb's Near-InfraRed Camera (NIRCam) on 25 December 2023 (F335M filter). Scientists found that the emission from the trihydrogen ion, known as H3+, is far more variable than previously believed. H3+ is created by the impact of high energy electrons on molecular hydrogen. Because this emission shines brightly in the infrared, Webb's instruments are well equipped to observe it. Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Nichols (University of Leicester), M. Zamani (ESA/Webb))
(The observations of Jupiter’s auroras (shown on the left of the above image) were captured with Webb’s Near-InfraRed Camera (NIRCam) on 25 December 2023 (F335M filter). The image on the right shows the planet Jupiter to indicate the location of the observed auroras, which was originally published in 2023 (F164N, F212N, and F360M filters). Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatory of Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), J. Nichols (University of Leicester), M. Zamani (ESA/Webb))
목성은 태양계에서 가장 큰 행성답게 가장 강력한 자기장을 지니고 있습니다. 목성의 자기장은 지구의 수천 배에 달하기 때문에 태양에서 먼 거리에도 불구하고 많은 고에너지 입자를 끌어당겨 태양계에서 가장 크고 강력한 오로라를 만듭니다. 과학자들은 허블 우주 망원경을 통해 이 과정을 자세히 연구했습니다. 그리고 이제 제임스 웹 우주 망원경 덕분에 과거 허블 우주 망원경으로 보기 어려웠던 긴 파장의 적외선 영역을 더 높은 해상도로 관측할 수 있게 됐습니다.
영국 레스터 대학의 조나단 니콜스 (Jonathan Nichols from the University of Leicester)와 동료들은 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라 (Near-InfraRed Camera (NIRCam))이 2023년 12월 크리스마스 시즌에 관측한 목성의 오로라와 비슷한 시기 허블 우주 망원경 데이터를 종합해 목성의 오로라를 자세히 연구했습니다.
(Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Nichols (University of Leicester), M. Zamani (ESA/Webb))
목성 오로라의 독특한 점은 태양에서 오는 고에너지 입자 뿐 아니라 목성에서 가까운 위성인 이오의 화산에서 뿜어져 나오는 입자들까지 자기장에 걸려 오로라로 나타난다는 것입니다. 지구보다 더 큰 오로라는 태양계에서 가장 큰 자기 폭풍으로 지구에서는 보기 힘든 장엄한 모습을 연출합니다.
이번 관측에서 연구팀은 이렇게 강력한 에너지를 받아 생기는 삼중수소 (H3+)의 모습을 포착하고 목성의 대기에 생기는 오로라의 역동적인 모습을 관측했습니다. 하지만 풀리지 않는 의문도 함께 발견했습니다. 제임스 웹 우주 망원경에서 포착한 밝은 부분이 허블에서는 포착되지 않았는데, 그 이유에 대해서는 앞으로 더 연구가 필요합니다.
가장 먼 우주를 관측한 허블 우주 망원경과 제임스 웹 우주 망원경은 태양계의 모습도 관측하면서 새로운 사실을 알아내고 있습니다. 그러나 앞으로 나사의 예산 삭감으로 인해 그 뒤를 이을 차세대 우주 망원경의 입지가 위태로운 상황입니다. 우주를 향한 인류의 도전이 멈춰서는 안되기 때문에 조금 연기되더라도 계획대로 진행될 수 있기를 기대해 봅니다.
참고
https://phys.org/news/2025-05-webb-reveals-mysteries-jupiter-aurora.html
J. D. Nichols et al, Dynamic infrared aurora on Jupiter, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58984-z
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