수십 년 동안 천문학자들은 고리가 거대 행성들, 말하자면 우주의 사턴과 목성 같은 존재들의 전유물이라는 편안한 가정 아래 움직여 왔다. 그러다 2013년, 토성과 천왕성 사이를 공전하는 작고 어두운 천체가 별 앞을 지나가며 본 이벤트 양옆에서 두 번 깜빡였고, 지름 250킬로미터도 안 되는 물체 주위에 두 개의 좁은 고리가 있음이 드러났다. "정말 놀라운 일이었죠," 스페인 그라나다의 안달루시아 천체물리학 연구소의 천문학자 파블로 산토스-산스는 말한다. 그 이후로 계속된 질문은 이런 고리가 무엇으로 만들어졌으며 얼마나 오래 지속될 수 있느냐는 것이다. 스포일러: 우리는 여전히 모른다. 다만 이제는 조금 더 혼란스러워졌을 뿐이다.

최근 연구에서 산토스-산스와 동료들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용해 현재 카리클로로 알려진 같은 천체가 다시 배경 별 앞을 지나가는 것을 관측했다. 그들은 고리 하나는 더 밀도가 높아졌고 다른 하나는 거의 사라졌다는 것을 발견했다. 정확한 이유는 알 수 없다. 이는 마치 은행 계좌를 확인했는데 한 잔액은 신비롭게 늘고 다른 하나는 신비롭게 줄어든 것을 발견한 것과 같은 천문학적 상황이다. 단지 은행이 태양계 외곽이고 아무도 전화를 받지 않을 뿐이다.

관측 뒤에 있는 기법은 간단하다. "우리는 태양계 천체가 별 앞을 지나가는 시점을 예측합니다,"라고 산토스-산스는 말했다. 별빛이 잠시 어두워지고, 그 어두워지는 모양이 원인 천체의 크기, 모양, 주변 환경을 드러낸다. "이는 작은 천체에게 특히 어렵고, 멀리 떨어진 작은 천체에게는 더욱 어렵습니다,"라고 그는 말했다. 다시 말해, 멀리 떨어진 가로등 앞을 지나가는 특정 모래알을 사진 찍으려는 것과 같다. 게다가 가로등도 움직이고 있다.

어려움은 하늘에서 목표의 실루엣이 극도로 작고, 특정 별을 언제 가로지를지 알려면 두 천체 모두에 대한 매우 정밀한 위치 데이터가 필요하다는 점이다. 그럼에도 2013년에는 지상 망원경으로 카리클로의 두 고리 C1R과 C2R을 식별했다. 이들은 중심에서 각각 390km와 405km 떨어져 있었고 폭은 불과 몇 킬로미터, 서로 약 7km 간격이었다.

하지만 우주 기반 망원경으로 이를 수행하면 정렬이 훨씬 더 어려워진다. JWST는 L2 라그랑주 점에 위치하며, 관제사들은 궤도를 안정적으로 유지하기 위해 몇 주마다 망원경을 미세 조정해야 한다. "이는 일종의 까다로운 작업입니다,"라고 산토스-산스는 말했다. 그의 팀은 2022년 8월에 가능한 카리클로 엄폐를 확인하고 매주 예측을 다시 했다. 첫 예측과 마지막 예측 중 하나 사이에 예상 시선이 약 110킬로미터 이동했는데, 이는 천체를 완전히 벗어나기에 충분했다. 불행히도 JWST는 이런 관측을 최소 14일 전에 계획해야 한다. 그래서 기본적으로 그림자와의 소개팅에 목숨을 거는 셈이다.

"우리는 시선이 정확히 어디에 있는지 몰랐기 때문에 다소 맹목적으로 이 일을 했습니다,"라고 산토스-산스는 말했다. "우주에서 가장 크고 최고의 망원경 중 하나를 움직이려고 하는데, 결국 이것을 잡을지 못할지 모릅니다." 하지만 모든 것이 잘 풀렸다. 창문 밖으로 다트를 던져 움직이는 기차 위의 과녁을 맞힌 셈이다.

엄폐는 2022년 10월 18일에 일어났다. 재구성된 기하학은 JWST의 배경 별에 대한 시선이 카리클로 표면 위 7.4킬로미터를 스쳐 지나가며 천체는 놓쳤지만 고리는 포착했음을 보여준다.

JWST는 이 사건을 1.5와 3.2마이크로미터의 두 근적외선 대역에서 동시에 기록했는데, 이는 누군가가 3마이크로미터 이상의 대역에서 작은 천체의 고리를 포착한 첫 사례였다. 지구 대기가 지상 망원경에 대해 차단하는 범위다. 그래서 우주 망원경에 한 표.

내부 고리는 뚜렷하고 날카로운 가장자리와 함께 확실히 나타났지만, 이전보다 훨씬 어두웠다. 이전 약 10회의 지상 기반 엄폐를 평균한 C1R의 정상 불투명도(차단하는 별빛의 비율)는 0.303이었다. JWST는 0.431로 측정했다. "처음에는 믿지 않아서 데이터와 많이 씨름했습니다,"라고 산토스-산스는 말했다.