1609년 갈릴레이 발견한 토성 고리가 사라진다

2018.12.18 18:15
토성 고리는 대부분이 물이 언 얼음으로 구성돼 있는데, 크기가 먼지만 한 것에서부터 자동차만 한 것까지 다양하다.- NASA 제공
토성 고리는 대부분이 물이 언 얼음으로 구성돼 있는데, 크기가 먼지만 한 것에서부터 자동차만 한 것까지 다양하다.-NASA 제공

보기만 해도 우아한 토성의 고리는 1609년 갈릴레오 갈릴레이가 처음 발견했다. 당시 망원경 성능이 좋지 않아 고리인지를 확실히 판단하지 못하자 갈릴레이는 “토성의 양쪽 귀에는 이상한 물체가 있다”고 말했다. 그런 토성의 고리가 빠른 속도로 사라지고 있다는 관측결과가 나왔다.


미국항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터 연구진은 토성 고리의 대부분을 구성하고 있는 얼음이 자기장의 영향으로 증발해 2억9200만년 뒤에는 완전히 사라질 것으로 예상된다는 분석 결과를 국제학술지 ‘이카루스’ 11월 6일자에 발표했다. 


40억년이 훨씬 넘었을 것으로 추측하는 토성의 나이에 비해 고리의 나이는 1억년 미만으로 상대적으로 오래 되지 않은 것으로 추측된다. 그 생성원인에 대해 천문학자들 사이에서도 의견이 분분하다. 토성이 생성 된 뒤 남은 물질이 고리를 이뤘다는 주장과 토성의 강한 중력에 의해 부서진 위성의 잔해물이라는 주장이 있다. 


토성의 고리는 목성과 해왕성, 천왕성 등 태양계 다른 행성의 고리보다도 크다. 아주 작은 마이크로미터 크기에서 기차만한 크기까지 다양한 크기의 얼음, 암석, 먼지 입자들로 구성된다. 토성의 적도 부근에 약 7만㎞ 너비로 분포되어 있다. 

 

지난해 9월 카시니호가 20년간의 임무를 마치고 토성의 고리 속에서 보내온 마지막 자료를 분석한 결과 토성 고리에서 유기물과 물 등 생명활동에 주요한 물질이 존재하는 것으로 확인됐다.- NASA 제공
지난해 9월 카시니호가 20년간의 임무를 마치고 토성의 고리 속에서 보내온 마지막 자료를 분석한 결과 토성 고리에서 유기물과 물 등 생명활동에 주요한 물질이 존재하는 것으로 확인됐다. - NASA 제공

연구진은 미국 하와이에 있는 ‘켁 2 망원경(Keck II Telescope)’를 이용해 토성의 하전입자들을 관찰했다. 이를 통해 최근 토성의 북반구와 남반구에 자기장 선이 형성됐다는 사실을 파악했다.

 

2017년 토성 탐사의 임무를 마치고 산화된 NASA의 토성 탐사선 ‘카시니 호(Cassini)’가 보내준 토성의 고리에 대한 자료를 분석했다.  1997년 발사된 카시니호는 13년간 토성 고리 바깥을 돌며 거대한 토성 구조와 얼음, 암석 물질로 이뤄진 토성 고리의 기원을 파악해왔다. 이를 통해 최근 토성 북반구와 남반구에 생긴 자기장이 얼음 입자들을 녹이고 있고 암석과 먼지 입자들을 당기고 있다는 사실을 발견했다. 


연구진은 얼음 입자들이 토성의 자기장 영향으로 비처럼 내리는 ‘고리 비(ring rain)’ 현상 때문에 토성의 고리가 사라지고 있다고 밝혔다. 이런 현상이 지속된다면 토성의 고리가 2억9200만년 뒤에 사라질 것으로 추정했다.  연구진은 “토성에는 현재 초당 2000㎏의 물이 쏟아지고 있고 이는 올림픽 규격 수영장을 30분만에 채울 수 있는 양”이라고 말했다.


오도나휴 연구원은 “토성의 고리 비 현상이 점점 더 거세지고 있는 상황”이라며 “고리 비가 어떻게 변화하는지 분석한다면 토성 고리의 수명을 정확히 파악할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

 

NASA 제공

 

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