인간에게 색이 주관적인 것처럼, 로봇 우주선이 지구로 보내는 멋진 이미지의 색도 마찬가지입니다. 우주 탐사선의 카메라는 우리 눈의 대리인 역할을 하지만, 카메라가 보는 것이 반드시 우리 눈이 보는 것과 같지는 않습니다. 궤도를 도는 우주선에서 직접 눈으로 보기 전까지는 태양계의 세계가 어떻게 생겼는지 확실히 말할 수는 없지만, 몇 가지 일반적인 신화를 불식시킬 수는 있습니다. 다음은 각 행성의 실체에 대해 우리가 알고 있는 내용을 살펴보는 행성 투어입니다.
“우주선과 우주 망원경에 장착된 대부분의 카메라는 컬러 사진을 찍지 못합니다."라고 천문학 연구 대학 연합의 과학 담당 부사장이자 행성학회 이사회 부회장은 말합니다. “망원경은 특정 파장의 빛에 맞춰진 흑백 사진을 찍습니다.”
우주 카메라를 특정 파장의 빛에 맞춰 조정하면 소행성 표면에 어떤 광물이 있는지, 성운에 어떤 원소가 있는지 등 과학자들이 연구하는 대상에 대한 중요한 질문에 답하는 데 도움이 됩니다. 각 우주 임무마다 답해야 할 고유한 과학적 질문이 있기 때문에 우주선마다 서로 다른 파장에 맞춰 조정된 카메라가 장착되어 있습니다.
인간의 눈은 일반적으로 380~700나노미터 사이의 파장을 가진 빛을 볼 수 있습니다. 이는 380나노미터의 보라색부터 700나노미터의 빨간색까지 우리의 시각적 무지개 전체를 포괄합니다.
많은 우주 카메라는 필터를 사용하여 시각 범위의 좁은 부분의 이미지를 캡처합니다. 예를 들어 카시니 우주선의 광각 카메라에는 460나노미터(청색광), 567나노미터(녹색광), 648나노미터(적색광)를 중심으로 하는 필터가 장착되어 있습니다. 이미지 프로세서는 세 필터의 이미지를 모두 결합하여 토성과 위성의 근접하지만 우리 눈으로 보는 것과 정확히 동일하지는 않은 대략적인 실제 색상 이미지를 만들 수 있었습니다. “이것은 약간의 예술과 과학이 결합된 것이지만, 눈으로 보는 사진을 그대로 믿을 수는 없습니다."라고 Hammel은 말합니다.
수성은 어떤 색인가요?
수성은 지구의 달과 다소 비슷한 회색의 약간 갈색을 띤 모습을 하고 있습니다. 수성에 대한 최고의 글로벌 사진은 우리의 가시 범위 밖의 빛으로 부분적으로 구성된 이미지를 사용하여 만들어졌습니다. 이 수성 이미지는 2008년에 NASA의 메신저 우주선이 촬영한 데이터에서 가져온 것입니다.
이 사진은 430, 700, 1000나노미터 파장의 필터로 캡처한 세 가지 이미지를 사용하여 만든 것입니다. 이는 인간의 빨강, 초록, 파랑 색상 범위와 일치하지 않으므로 사람의 눈으로 보는 것과는 차이가 있습니다. 수성을 방문한 유일한 다른 우주선인 마리너 10호도 비슷하지만 정확하지는 않은 모습을 포착했습니다.
금성은 어떤 색인가요?
구름으로 덮인 금성은 밝은 흰색에 노란색 베이지 색조를 띠고 있습니다. 1974년 마리너 10호가 촬영한 이 금성 이미지는 금성의 실제 색을 상당히 잘 추정하지만, 사람의 눈으로 보는 것보다 구름의 디테일이 더 잘 드러나 있습니다.
우리가 확실히 아는 것은 인간의 눈에는 금성이 일본의 아카츠키 탐사선이 촬영한 아래 이미지처럼 보이지 않는다는 것입니다. 아카츠키 탐사선에는 사람의 눈으로는 볼 수 없는 디테일을 볼 수 있는 자외선 이미저가 장착되어 있습니다.
지구는 어떤 색인가요?
아폴로 프로그램 기간 동안 우주비행사들은 휴대용 컬러 카메라를 사용하여 멀리서 지구를 촬영할 수 있었습니다. 컬러 카메라도 사람의 눈에 보이는 장면을 완벽하게 포착할 수는 없지만, 꽤 근접하게 표현할 수 있습니다. 한 가지 놀라운 예가 있습니다.
지구에 대한 또 다른 꽤 정확한 시각은 NOAA의 DSCOVR 우주선에서 제공됩니다. DSCOVR은 지구에서 태양을 향해 150만 킬로미터(9억 3천만 마일) 떨어진 L1 라그랑주 지점에서 매일 여러 장의 지구 이미지를 캡처합니다. DSCOVR의 EPIC 카메라는 사람의 눈으로 볼 수 있는 것과 가장 근접한 이미지를 제공하도록 설계되었습니다.
화성은 어떤 색인가요?
우리는 화성을 붉은 행성으로 알고 있지만, 화성의 모습은 결코 획일적이지 않습니다. 평원, 모래 언덕, 화산, 고대 수로 등 표면의 색은 빨간색에서 주황색, 갈색에 이르기까지 다양합니다. 화성에는 계절에 따라 하얀 극지방이 나타나기도 하고, 때때로 구름으로 변하기도 하며, 먼지 폭풍이 지구를 뒤덮기도 합니다. 또한 화성은 지구와 태양이 정해진 궤도를 따라 움직이기 때문에 지구와 태양과의 거리도 변화하며, 이러한 거리 변화는 색에 대한 우리의 인식에도 영향을 미칩니다.
1999년 허블 우주 망원경으로 촬영한이 화성 사진은 빨간색과 초록색 범위의 파장을 가진 필터를 사용하여 만들어졌습니다. 파란색 파장의 피크인 410나노미터는 실제로는 조금 더 보라색에 가깝습니다.
아랍에미리트 호프 미션에서 촬영한 같은 지역의 약간 주황색으로 보이는이미지와 비교해 보세요. 호프의 EXI 카메라는 적색, 녹색, 청색 파장의 이미지도 촬영할 수 있습니다.
목성은 어떤 색인가요?
목성은 화려한 구름 띠, 소용돌이, 반점으로 유명합니다. 흰색, 베이지색, 노란색, 갈색, 빨간색, 주황색 등 다양한 색상이 인상적입니다.
2020년 허블 우주 망원경으로 촬영한 목성의 이미지는 목성을 빨강, 초록, 파랑 파장으로 포착합니다 (다시 한 번 말하지만, 이 파란색은 조금 더 보라색입니다). 결과 사진은 화려하지만, 탐사선에서 바라본 목성의 모습은 대부분 조금 더 어둡게 보입니다. 다음은 1979년 NASA의 보이저 1호가 촬영한 데이터를 사용하여 목성의 실제 색상에 대한 근사치입니다.
보이저 1호의 사진은 주황색과 보라색 필터를 통해 캡처한 28개의 개별 이미지를 사용하여 만들어졌기 때문에 이미지의 빨간색, 녹색, 파란색 버전을 신중하게 합성해야 했습니다. 카메라와 필터의 차이로 인해 허블 이미지에서는 그레이트 레드 스팟이 밝은 주황색-빨간색으로, 보이저 1 이미지에서는 주황색-갈색에 더 가깝게 보입니다.
토성은 어떤 색인가요?
멋진 토성은 다양한 색상을 보여줍니다. 토성은 일반적으로 다양한 파스텔 톤의 황갈색 구름 띠가 있는 옅은 황갈색 세계로 나타납니다. 토성의 고리는 보는 각도와 사진을 찍는 우주선에 따라 회색조에서 밝은 갈색까지 다양합니다.
토성은 구름 무늬가 덜 두드러지고 더 노랗게 보입니다. 고리도 훨씬 더 옅게 보입니다. 두 이미지 모두 빨간색, 파란색 및 녹색 범위에서 캡처한 빛을 사용했지만 해당 범위 내의 특정 파장은 다릅니다. 이는 다른 이미지 처리 뉘앙스와 함께 약간 다른 색조의 사진을 만들어 냈습니다.
천왕성은 어떤 색인가요?
천왕성은 다른 행성들에 비해 옆으로 기울어져 있습니다. 84년 동안 태양 주위를 도는 동안 행성의 여러 지역이 회전하며 시야에 들어옵니다. 보이저 2호가 방문했을 때는 행성의 남반구가 밝게 비춰졌습니다. 2007년에는 적도가 태양을 마주보고 있었습니다. 이제 북반구가 시야에 들어오고 있습니다.
과학자들은 천왕성이 적도가 지구를 향할 때 더 푸르게 보이고 극이 지구를 향할 때 더 푸르게 보인다는 사실을 오랫동안 관찰해 왔습니다. 천왕성의 푸른 색은 대기 중의 메탄이 적색과 녹색 빛을 흡수하기 때문입니다. 극지방에는 메탄이 적기 때문에 북반구와 남반구가 태양을 향할 때 행성이 덜 푸르게 보이는 이유를 설명할 수 있습니다.
옥스퍼드 대학교의 행성 물리학자 패트릭 어윈이 이끄는새로운 연구에 따르면 이 효과는 빛을 받으면 극지방에 형성되는 반사 얼음 후드에 의해 강화되어 행성이 더 녹색을 띠는 것으로 나타났습니다.
어윈과 그의 동료들은 허블 우주 망원경과 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경에서 이미지를 가져와 천왕성과 해왕성의 색을 재조정하는 데 사용했습니다.
해왕성은 어떤 색인가요?
먼 해왕성은 옅은 파란색에 녹색이 살짝 섞여 있습니다. 천왕성과 비슷해 보이지만 약간 더 푸르스름한 색조를 띠고 있습니다.
해왕성의 본색은 1989년 보이저 2호가 해왕성을 방문한 이래로 계속 혼란의 대상이 되어 왔습니다. 탐사선의 이미징 팀원이었던 하이디 하멜은 당시 과학자들이 해왕성의 구름 패턴을 강조하는 이미지를 얻고자 열망했다고 말합니다.
“1989년 당시에는 포토샵이 없었습니다. 이미지를 쉽게 컬러 처리할 수 있는 도구도 없었습니다."라고 그녀는 말합니다. “보이저호의 이미지가 필요할 때는 종이에 연필로 '이미지 번호 X와 이미지 번호 Y를 뽑아서 그림을 만들어 주세요'라고 적었습니다.”
플라이바이에서 얻은 가장 놀라운 이미지 중 하나는 하얀 구름과 행성 표면을 가로질러 움직이는 신비한 검은 점이었습니다. 이미지를 처리하는 과정에서 해왕성은 실제 색상보다 훨씬 더 어둡고 채도가 높은 선명한 하늘색으로 변했습니다. 당시 천문학자들은 이 이미지가 '보정된' 이미지라고 지적했지만, 이러한 경고 없이 이 이미지는 빠르게 퍼져나갔고 대중의 사실상의 해왕성 사진이 되었습니다. 이 하늘색 이미지는 오늘날에도 NASA 에서도 여전히 사용되고 있습니다.
해왕성의 색에 대한 우리의 인식에 영향을 미치는 또 다른 요인은 해왕성이 태양으로부터 멀리 떨어져 있다는 점입니다. 지구 기반 망원경에서는 태양계 가장자리에 있는 희미한 햇빛과 해왕성이 천왕성의 절반 크기로 보인다는 사실이 결합되어 해왕성이 위의 어윈 비교보다 약간 더 파랗게 보이게 됩니다.
해왕성과 다른 세계가 어떻게 생겼는지 확실히 알 수 있는 유일한 방법은 우리 눈으로 직접 보는 것입니다. 그 동안에는 로봇 대사를 통해 가까운 근사치를 보여줄 것입니다. 사람마다 색을 보는 방식이 조금씩 다르기 때문에 우주 이미지는 우리에게 소중히 간직하고 즐길 수 있는 우주에 대한 개인적인 관점을 제공합니다.