토성의 신비로운 '스포크 시즌'이 돌아온다

토성의 계절 변화와 스포크 현상

NASA의 허블 우주 망원경이 촬영한 새로운 토성의 이미지는 행성의 춘분을 전후하여 나타나는 신비로운 특징인 '스포크 시즌'의 시작을 알립니다. 이러한 스포크의 원인과 계절적 변화는 아직까지 행성 과학자들에 의해 완전히 설명되지 않았습니다.

지구와 마찬가지로 토성도 자전축이 기울어져 있어 네 계절이 있습니다. 그러나 토성의 궤도가 훨씬 크기 때문에 각 계절은 지구의 약 7년에 해당합니다. 춘분은 토성의 고리가 태양에 대해 가장자리로 기울어지는 시기입니다. 토성의 북반구가 여름이나 겨울에 가까워지면 스포크는 사라집니다. 토성 북반구의 춘분이 2025년 5월 6일에 다가옴에 따라 스포크가 점점 더 두드러지고 관측 가능해질 것으로 예상됩니다.

스포크의 원인에 대한 가설

스포크의 원인으로 의심되는 것은 행성의 가변적인 자기장입니다. 행성의 자기장은 태양풍과 상호 작용하여 전기를 띤 환경을 만들어냅니다. (지구에서는 이러한 전하 입자가 대기에 부딪힐 때 북극광으로 관측됩니다.) 과학자들은 가장 작은 먼지 크기의 얼음 입자도 전하를 띠게 될 수 있다고 생각합니다. 이로 인해 입자들이 고리의 다른 큰 얼음 입자와 바위 위로 일시적으로 떠오르게 됩니다.

스포크의 관측 역사

스포크는 1980년대 초 NASA의 보이저 임무에서 처음 관측되었습니다. 이러한 일시적이고 신비로운 특징은 조명과 시야각에 따라 어둡게 보이거나 밝게 보일 수 있습니다.

 

 

 

허블 우주 망원경, 토성의 신비로운 스포크를 관측하다

허블 우주 망원경의 OPAL 프로그램

NASA의 허블 우주 망원경은 외행성에 대한 데이터 아카이브를 구축하는 OPAL(Outer Planet Atmospheres Legacy) 프로그램을 통해 토성의 스포크를 이전보다 더 오랜 시간 동안 집중적으로 연구할 수 있게 되었습니다.

토성의 마지막 춘분은 2009년에 발생했으며, 당시 NASA의 카시니 우주선은 가스 행성을 근접 탐사하고 있었습니다. 카시니 임무가 2017년에 종료되고 보이저 우주선이 오래전에 떠난 지금, 허블은 토성과 다른 외행성의 변화를 장기적으로 모니터링하는 작업을 계속하고 있습니다.

스포크 현상의 신비

"카시니 임무의 뛰어난 관측에도 불구하고, 스포크 시즌의 정확한 시작과 지속 기간은 여전히 예측할 수 없습니다. 허리케인 시즌 동안 첫 폭풍을 예측하는 것과 비슷합니다."라고 NASA의 수석 행성 과학자이자 OPAL 프로그램 책임자인 에이미 사이먼은 말했습니다.

우리 태양계의 다른 세 개의 가스 행성도 고리계를 가지고 있지만, 토성의 두드러진 고리와 비교할 수 있는 것은 없습니다. 이러한 점 때문에 토성의 고리는 스포크 현상을 연구하는 실험실 역할을 합니다. 다른 고리 행성에서도 스포크가 발생할 수 있는지는 현재 알려져 있지 않습니다. "적어도 지금까지는 토성에서만 볼 수 있는 자연의 매혹적인 마술 트릭입니다."라고 사이먼은 말했습니다.

허블의 OPAL 프로그램은 자외선에서 근적외선까지의 파장의 빛으로 시각적 및 분광 데이터를 카시니 관측 아카이브에 추가할 것입니다. 과학자들은 이러한 정보를 결합하여 스포크 현상에 대한 더 완전한 그림을 얻고, 일반적인 고리 물리학에 대해 무엇을 밝혀낼 수 있을지 기대하고 있습니다.

허블 우주 망원경은 NASA와 ESA 간의 국제 협력 프로젝트입니다. NASA의 고다드 우주 비행 센터는 망원경을 관리합니다. 볼티모어의 우주 망원경 과학 연구소(STScI)는 허블 과학 운영을 수행합니다. STScI는 워싱턴 D.C.의 천문학 연구 대학 협회에 의해 NASA를 위해 운영됩니다.