허블우주망원경이 촬영한 ‘토성의 계절 변화’

지난 7월 24일(현지시간) 미 항공우주국 나사(NASA)가 허블우주망원경을 이용해 촬영한 지구에서 13억 5,000만km 떨어진 위치에 있는 토성 사진을 공개했다. 사진이 촬영된 건 2020년 7월 4일로 토성 북반구가 여름 시기에 촬영한 것이다.

나사가 공개한 토성 사진은 OPAL(Outer Planet Atmospheres Legacy) 프로젝트 일환으로 허블우주망원경을 이용해 촬영한 것. 토성 아래쪽에 빛나는 작은 점은 토성 제2 위성인 엔셀라두스, 오른쪽에서 빛나는 점은 제1 위성인 미마스다.

토성처럼 고리를 가진 행성은 대기 대부분이 수소와 헬륨, 암모니아, 메탄 수증기, 탄화수소로 이뤄져 있기 때문에 외형은 황갈색이다. 하지만 이 색감은 촬영하는 연도별로 조금씩 변화하고 있다고 한다.

허블우주망원경으로 촬영한 최신 토성 사진은 북반구 측에 조금 붉은 안개가 표현되어 있다. 이는 여름에 증가한 태양광에 의한 가열이 원인. 대기 순환을 바꾸고나 대기 에어로졸에서 얼음이 제거될 가능성도 지적된다. 다른 이론에선 여름 동안 태양광이 증가해 생성되는 광화학 헤이즈량이 변화하고 붉은 안개가 출현했다고 설명하기도 한다. 한편 토성 남반구 쪽은 푸르스름한데 이는 토성의 겨울을 반영한 것이다.

전문가는 몇 년에 걸쳐 봐도 토성 계절 변화가 사진으로 확인된다는 건 놀라운 일이라고 말한다. 토성 고리 대부분은 얼음 조각으로 이뤄져 있어 작은 입자에서 큰 것까지 크기도 다양하다. 이 고리가 언제 어떻게 형성됐는지는 여전히 태양계 내에서 수수께끼 중 하나. 전통적으론 행성 고리는 행성 자체만큼이나 오래 전부터 존재하고 있으며 토성 고리는 40억 년 이상 옛날부터 존재한 것으로 여긴다. 하지만 중생대에 형성됐을 가능성을 주장하는 연구자도 있다. 많은 천문학자는 지난 몇 억 년 동안 어떻게 형성됐는지를 설명하는 만족스러운 이론이 존재하지 않는다고 생각한다. 다만 나사 탐사선 카시니가 측정한 토성 대기에서 쏟아지는 작은 알갱이는 고리 수명이 3억 년 이상 계속됐음을 시사하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.