카시니 촬영...고해상도 토성 6각형

美항공우주국(NASA·나사)이 5일(현지시간) 카시니가 촬영한 최고의 해상도를 가진 토성 사진과 동영상을 최초로 공개했다.

컬러풀한 고해상도 사진은 토성에서 발견된 신기한 6각형(Hexagon)을 형성하는 제트 스트림(기류)을 촬영한 것이다. 흑백사진은 북극에서 분출되는 이상한 제트스트림 사진을 보여준다. 붉은 색 사진은 컬러필터를 사용해 토성북극에서 북위 70도까지 촬영한 것으로 토성 북극을 완전하게 보여주는 최초의 사진이다.

가로길이가 3만 킬로미터(km)에 이르는 이 거대한 6각형은 중앙에 거대한 회전폭풍을 만들면서 시속 320km의 강풍을 일으킨다.

앤드류 잉거솔 카시니 이미징팀 연구원(캘테크)은 “태양계에 이같은 거칠고 불안정한 기후특성을 보이는 곳은 없다”고 말했다. 그는 “지구상의 허리케인도 보통 1주일이면 잦아든다. 하지만 이 폭풍은 수십년간 계속된다. 수백년간 계속됐는지도 모른다”고 말했다.지구가 기후변화 패턴을 보이는 것은 기류가 지형이나 산맥 얼음 봉우리 등에 의해 방해를 받기 때문이다. 과학자들은 토성 북극의 6각형이 소용돌이 현상을 지속하는 것은 거대한 가스 행성 토성에 지구같은 굳은 지형이 없기 때문인 것으로 보고 있다.

지난 해 말 촬영된 카시니 사진은 토성 북극에 태양이 비치면서 더 뚜렷한 6각형의 모습을 볼 수 있게 해 주었다. 카시니는 고해상도 카메라로 토성 북극에 있는 6각형 모습을 10시간 동안 촬영해 6각형 내부의 구조가 어떻게 움직이는지를 과학자들에게 보여주었다.

과학자들은 촬영된 북극 근처의 폭풍과 6각형 반대편에서 도는 작은 소용돌이 모습도 발견했다. 작은 소용돌이들은 경기장 트랙처럼 제트스트림을 할퀴고 지나가기도 했다. 이 소용돌이 가운데 가장 큰 것은 지름이 약 3천500km에 이른다. 이는 지구에서 발생한 가장 큰 허리케인의 2배 크기다.과학자들은 이 사진을 대기중에 떠있는 입자들을 보다 분명하게 구별하기 위해 렌더링 방식으로 색을 입힌 폴스컬러(False Color)로 분석했다.

쿠니오 사바나기 카시니이미징팀원(버지니아 햄턴대)은 “분석결과 6각형 내부로 들어갈수록 커다란 연무입자는 적어지고 작은 연무입자들이 집중되고 있었다. 6각형 외부는 그 반대였다”고 전했다. 그는 “6각형 제트스트림은 장벽처럼 작용하며 때로 지구 남극 오존 구멍 같은 결과를 가져온다”고 설명했다.

지구 남극에 있는 오존구멍 내부에도 토성 북극에서 발견되는 것같은 제트스트림으로 둘러싸여있다. 지구에서는 겨울이 되면 오존의 파괴하는 화학적 과정이 발생하며 제트스트림은 외부에서 오존이 재 공급되는 것을 막아 준다. 태양이 토성의 대기를 비출 때 거대한 에어로졸 입자가 만들어진다. 하지만 거대한 에어로졸은 외부에서 6각형 제트스트림으로 유입되지 않는다.

토성에는 봄이 시작된 지난 2009년 이후에야 태양이 북극을 비추기 시작했다. 스콧 에딩턴 카시디프로젝트 차석과학자는 “우리는 토성에 하지가 오는 오는 2017년 태양이 토성을 비추는 사태가 좀더 나아질 것으로 봅니다. 이 때가 되면 토성 북극 6각형 경계선 안팎에서 발생하는 변화를 추적할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다”라고 말했다.

카시니가 촬영한 흑백이미지사진 및 동영상역시 카시니과학자들이 제트스트림 내부의 풍속과 소형 폭풍을 알 수 있는 수단이 된다. 토성에서 발생하는 소형폭풍의 두께는 96km에 이른다.카시니는 지난 1997년 발사돼 2004년 7월 1일 토성에 도착했다. 임무는 오는 2017년 9월에 끝날 에정이다. 카시니-호이겐스 탐사선 임무는 나사와 유럽우주국이 함께 진행하는 프로젝트다.

아래 동영상은 지난 1월 카시니에서 촬영된 6각형의 비밀을 소개한 웹1TV의 미스터리헌터 프로그램이다.