천왕성의 자전주기가 기존 측정치보다 무려 28초나 길어졌다. 지금까지 학자들이 생각해 온 천왕성의 자전주기는 17시간14분24초다.
프랑스 파리천문대 천체물리학 연구팀은 허블우주망원경을 통한 천왕성 장기 관측 결과 자전주기가 기존 측정치 대비 28초 길어졌다고 최근 발표했다.
태양계 행성 천왕성은 거의 옆으로 누운 극단적인 자전축(97.77°)과 특이한 자기장 구조 등 다른 행성과 비교할 만한 특성이 많다. 다만 천왕성의 근접 관측은 지금껏 한 번밖에 이뤄지지 않았기에 상세한 관측 데이터가 부족하다. 쌍둥이 행성으로 불리는 해왕성과 더불어 정확한 색상이 지난해에야 정립됐을 정도다.
천왕성의 특이한 자기장 성질이 내부 구조에 기인한다고 여긴 연구팀은 정확한 자전주기를 우선 알아내기로 했다. 그래야 같은 주기로 나타나는 자기장의 변화를 예측할 수 있기 때문이다.
조사 관계자는 "천왕성의 자기장을 직접 관측하려면 행성 탐사선을 통한 접근 관측이 필수"라며 "현재로서는 미 항공우주국(NASA)의 행성 탐사선 보이저 2호가 1986년 플라이 바이 때 얻은 자료가 전부"라고 설명했다.
보이저 2호의 데이터에 근거한 천왕성 자전주기 추정치는 17시간14분24초인데, 여기에는 ±36초라는 큰 오차가 있다. 보이저 2호가 접근한 이후 수십 년이 흐른 관계로 자전축의 방향을 현재 전혀 알 수도 없다. 자기장의 성질에 관한 정확한 연구 역시 어려웠다.
연구팀은 허블우주망원경을 통한 천왕성의 자외선 관측을 실시했다. 지구와 마찬가지로 천왕성에는 오로라가 출현하고, 그 위치는 자전축의 극(자극) 부근이다. 오로라의 위치 변화를 정확하게 측정하면 자극 위치를 알 수 있고, 여기에서 자전축의 회전 속도, 즉 자전 주기가 도출된다.
연구팀은 2011년부터 2022년까지 10년 넘게 허블우주망원경으로 천왕성 관측을 이어왔다. 오차를 메우는 데 필요한 데이터를 계속 모은 결과 새롭게 제안한 천왕성의 자전 주기는 17시간14분52초다. 이는 기존 추정치보다 28초나 차이가 난다.
조사 관계자는 "새로 제시된 자전주기는 천왕성 자기장과 내부 구조에 관한 새로운 연구에 활용될 수 있다"며 "이번보다 더 정확한 자전주기를 구하려면 천왕성 근처에 다시 탐사선을 보내야 하는데, 앞으로 수십 년이나 걸리는 관계로 우리가 구한 값이 당분간 활용될 것"이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
