토성 남극서 신비로운 10각형 구름 발견 [우주로 간다]

토성의 남극 주변에서 거대한 10각형 모양의 구름 구조가 새롭게 발견됐다.

우주과학 매체 스페이스닷컴은 아구스틴 산체스-라베가(Agustín Sánchez-Lavega) 스페인 바스크대학 교수가 이끄는 연구진이 이 같은 연구 결과를 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 2일(현지시간) 발표했다고 보도했다.

이번에 발견된 십각형 구름은 수십 년간 토성의 독특한 상징으로 여겨졌던 북극의 거대 ‘육각형 구름’에 이어 발견된 두 번째 다각형 대기 구조다. 토성 북극의 육각형 구름은 지름이 약 3만 2000㎞에 달하는 대형 제트류 패턴으로, 1980~1981년 미국 항공우주국(NASA)의 보이저 탐사선이 수집한 자료를 1988년 분석하는 과정에서 처음 발견됐다.

2025년 8월 허블 우주 망원경이 촬영한 토성 남극 모습 (제공=NASA, ESA, A. Sánchez-Lavega(바스크대, EHU))

수십 년에 걸친 관측에도 토성 다른 지역에서는 유사한 대기 구조가 발견되지 않았으나, 이번에 남극에서 북극보다 훨씬 크기가 큰 대형 구조가 확인된 것이다.

새로 발견된 십각형 구름의 전체 폭은 약 16만 7820㎞에 달하며, 10개 변의 길이는 각각 약 1만 6782㎞에 이른다.

연구를 이끈 산체스-라베가 교수는 “매우 특이한 대기 현상으로, 행성 기상학 전반에 대한 이해를 넓히는 데 큰 도움이 된다”며 “북극의 육각형 구름이 일회성이나 유일한 현상이 아니었음을 시사한다”고 설명했다.

연구진은 NASA의 허블 우주망원경이 2023년에 촬영한 토성 이미지를 분석해 이 구조를 처음 찾아냈고, 2024년, 2025년에도 이를 확인했다.

산체스-라베가 교수는 “십각형 구조는 매우 천천히 이동하며, 토성을 한 바퀴 도는 데 약 800일이 걸린다”고 덧붙였다.

NASA의 카시니 탐사선이 촬영한 토성 북극에 있는 독특한 육각형 구름 구조. 2012년 12월 10일 촬영됐다. (출처=NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton)

기존 연구에 따르면 북극의 육각형 모양은 북극 근처를 따라 동쪽으로 흐르는 제트기류가 주변 기류와 충돌하는 등 미세한 교란을 겪으며 구불구불하게 파동을 형성해 만들어진 것으로 알려졌다.

연구진이 얕은 물의 흐름을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 진행한 결과, 이번 십각형 역시 곡선 경로의 대기 제트류에 갇힌 구불구불한 파동으로 인해 형성된 것으로 나타났다. 다만, 수십 년 동안 변과 꼭짓점 부분의 색상이 어두운 톤으로 일정하게 유지된 북극 육각형과 달리, 남극 십각형은 각 영역마다 색상 농도에 차이를 보였다. 연구진은 이를 십각형 구름이 현재도 형태가 변하는 '진화 과정'에 있음을 보여주는 신호로 해석했다.