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[표지로 읽는 과학] 카시니호가 마지막으로 보내온 토성 고리 모습들

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[표지로 읽는 과학] 카시니호가 마지막으로 보내온 토성 고리 모습들

2019.06.16 08:59
사이언스 제공
사이언스 제공

국제학술지 ‘사이언스’는 14일 갈색의 토성 고리 모습과 함께 반지름이 4km에 불과한 위성 다프니스의 모습을 함께 표지로 실었다. 지난 2017년 9월 15일 지난 13년간의 토성 탐사 임무를 마치고 토성 탐사선 카시니 하위헌스호가 토성에 낙하해 불타 사라졌다. 이 탐사선은 미국항공우주국(NASA)와 유럽우주기구(ESA)가 공동 개발해 1997년 10월 15일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 발사됐다.


탐사선은 2004년 7월 1일 토성 궤도에 진입하며 본격적인 탐사 임무에 착수했다. 토성 고리를 관찰하며 토성 대기의 번개, 고리 주변의 새로운 방사선대 발견과 토성의 자전 주지가 10시간45분45초라는 사실을 밝혀내기도 했다. 표지에 실린 토성 고리와 다프니스의 모습도 카시니 하위헌스호가 보내온 것이다. 


이번 주 사이언스에는 바로 그 결과가 공개됐다. 카시니 하위헌스호는 토성 고리와 내부 소형 위성의 움직임을 가장 가까이에서 상세히 관측했다. 매튜 티스카레노 미국 세티연구소 선임연구원 연구팀이 데이터를 분석한 결과 기존에 자세히 이해하기 어려웠던 미세한 구조와 표면 특성이 드러났다. 


우선 토성의 고리에 토성 주변을 휘감고 돌고 있는 물질들이 영향을 주고 있는 모습이 확인됐다. 토성에는 대표적으로 A,B,C라는 고리 3개가 있다. 그 중 A고리는 가장 바깥에 위치하며 밝다. 하지만 A고리 가장 바깥에는 가늘고 어두운 고랑이 있는데 이를 ‘킬러 간극’이라 부른다. 이 간극 사이엔 다프니스가 지나간다. 관측 결과, 다프니스는 A고리를 지나며 마치 빗자루처럼 고리 구성 물질을 쓸고 다녔다. 그로 인해 물질들이 파도를 치는 듯 움직이며 바깥으로 이동했다.


또 ‘프로펠러’라 불리는 구조의 모습도 자세히 포착됐다. 프로펠러는 위에서 봤을 때 소용돌이가 고리 한가운데 나타나는 현상을 일컫는다. 지름 100m짜리의 아주 작은 천체가 고리 가운데에서 고리 구성물질을 헤집고 다니면서 이런 현상이 발생한다. 다양한 크기의 프로펠러가 발견됐다. 크기가 100m 이하부터 몇천km에 이르는 프로펠러가 관찰됐다. 


멀리서는 매끈해 보였던 고리 표면 곳곳에 구불구불하거나 빗으로 빗은 듯한 무늬가 있다는 점과 고리를 구성하는 입자의 크기나 조성 등의 특성에 따라 입자가 좀 더 뭉치거나 길게 늘어서면서 무늬를 형성한다는 점을 발견했다.


티스카레노 연구원은 “카시니 하위헌스호 미션을 통해 우리는 토성은 물론 태양계 형성와 지구 외 생물체 존재에 대한 비밀을 푸는데 있어 굉장히 많은 것들을 발견했다”고 밝혔다. 
 

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