토성의 구성, 토성의 구성, 토성의 위성

토성의 고리

 

1. 토성의 구성

토성은 태양으로부터 약 10AU 떨어진 태양계 여섯 번째 행성으로, 목성 다음으로 태양계에서 두 번째로 큽니다.

토성의 부피는 지구 부피의 약 800배에 달합니다.

토성은 목성처럼 공전 주기가 지구 기준 약 30년으로 길고, 자전 주기는 약 10시간으로 짧습니다.

토성의 구성은 아직 정화하게 풀리지 않았으나, 고체 핵, 액체수소로 이루어진 바다, 주로 수소와 헬륨으로 구성된 대기, 메탄, 암모니아, 수증기와 같은 미량의 다른 원소로 구성된 거대한 가스 행성입니다.

한 연구에 따르면 행성의 상층 대기에는 예상보다 훨씬 적은 헬륨이 발견되어 헬륨이 토성 내부로 깊이 가라앉았을 수 있다는 것을 보여줍니다. 또 다른 연구에서는 토성의 대기에 존재하는 탄소, 질소,  산소와 같은 특정 원소들이 이 전에 추측했던 것보다 높다는 것을 발견했습니다. 

약 20년 동안 토성을 탐사한 카시니호는 토성의 중심에 거대한 암석 핵이 있다는 것을 발견했고, 이 핵은 주로 암석과 얼음으로 구성되어 있음을 알게 되었습니다. 

토성의 가장 큰 특징 중 하나는 북극의 육각형 구름입니다. 이 구름 현상에 대한 과학자들의 한 가지 이론은 육각형 구름이 토성의 대기와 자기장 사이의 상호 작용에 의해 발생한다는 것입니다. 즉 자기장은 수소와 헬륨층으로 둘러싸인 암석과 얼음의 핵으로 구성된 토성 내부의 다이너모 효과에 의해 생성된다는 것입니다.

육각형 구름이 차지하는 영역은 지구의 두 배 크기 정도 되며, 그 안의 제트기류가 초속 100m 정도로 회전하고 있는 것으로 추측하고 있습니다.  

 

 

2. 토성의 고리

토성의 상징인 고리는 작은 알갱이에서 큰 바위에 이르기까지 크기가 다양한 얼음과 암석으로 이루어져 280,000km가 넘는 거리에 걸쳐 있습니다. 이고리는 태양계 초기 역사를 품은 중요한 연구 대상이기도 합니다.

토성의 고리는 현재도 활발히 연구 중이며, 그 기원은 아직 명확하게 밝혀지지는 않았습니다.

과학자들은 고리가 혜성, 소행성 및 기타 물체의 잔해로 구성되어 있다는 데 동의하지만, 고리가 형성되는 정확한 과정은 아직도 논쟁의 대상입니다. 일부 과학자들은 고리가 토성의 중력에 의해 파괴된 위성의 잔해에서 형성되었다고 주장하고, 다른 과학자들은 두 개의 큰 물체 사이의 충돌 결과라고 생각합니다.

토성의 고리는 주로 얼음으로 구성되어 있지만 고리에는 암석 및 유기 화합물과 같은 소량의 다른 물질도 포함하고 있습니다. 그중에서 유기화합물은 지구 생명체의 구성요소를 생성한 것과 동일한 화학 반응에서 형성되었을 수 있습니다.

이에 따라 토성의 고리가 우리 태양계의 생명 기원에 대한 단서를 가지고 있다고 추측합니다.

최근 연구에 따르면 토성의 고리는 지금까지 생각했던 것보다 젊습니다. 고리 내의 작은 입자 분포를 연구해 과학자들은 토성의 고리의 나이를 약 1억 년으로 추정하고 있습니다. 이것은 우리 태양계의 나이에 비하면 너무 최근에 형성된 것입니다.

또 하나의 특징은 고리의 입자가 서로 복잡한 상호 작용을 하며 파동을 생성할 수 있다는 것입니다.

이러한 특징의 일부는 인근 위성의 중력 영향으로 발생한다고 여겨지며, 다른 일부는 고리에 있는 입자 간의 충돌로 발생하는 것으로 추측하고 있습니다.    

 

 

3. 토성의 위성

토성은 지금까지 발견된 63개의 위성을 가지고 있습니다. 이 위성들 대부분은 얼음덩어리로 이루어져 있으며, 일부는 암석으로 구성되어 있습니다.

이것들 중에 가장 대표적인 위성, 타이탄과 엔셀라두스에 대해서 알아보겠습니다.

타이탄은 수성보다도 크고 화성과 거의 비슷한 크기를 가지고 있습니다. 타이탄의 대기는 매우 두껍고, 지구의 대기와 마찬가지로 대부분 질소로 이루어져 있습니다. 타이탄의 대기에는 생명체의 구성요소 역할을 할 수 있는 유기 화합물이 존재할 수 있다는 연구 결과도 있습니다.

타이탄의 가장 큰 특징은 액체 상태의 메탄과 에탄의 호수와 바다가 표면에 존재하고 탄화수소가 풍부한 표면을 가지고 있다는 것입니다. 이는 지구보다는 온도가 매우 낮지만, 액체를 가지고 있다는 점과 질소로 된 짙은 대기를 가지고 있기 때문에 마치 과거 원시 지구와 상당히 비슷한 환경을 가지고 있다는 것입니다. 이것은 생명체의 존재 가능성을 상당히 높이는 발견입니다. 만약 타이탄에 생명체가 있다면 그 생명체는 아마도 메탄을 기반으로 살아갈 것으로 과학자들은 추정하고 있습니다.  

엔셀라두스는 토성의 위성 중 6번째로 큰 위성입니다.

이 행성의 특징은 물과 유기 분자를 우주로 분출하는 간헐천이 있다는 것입니다. 이는 2005년부터 여러 번 엔셀라두스를 접근 통과하면서 관측해온 카시니 탐사선에 의해 발견된 사실입니다.

이 사실은 엔셀라두스 지하에 바다가 있을 수 있다는 가능성을 보여주는 증거입니다. 엔셀라두스의 지하 바다는 토성의 조석력에 의해 위성이 수축과 팽창을 반복하며 위성 내부로부터 열을 발생시키는데, 이 열의 발생은 엔셀라두스의 지하 바다를 액체 상태로 유지시키는 데 큰 역할을 합니다. 바다의 크기는 지구의 슈피리어 호수와 비슷한 것으로 여겨지며 생명을 유지하는데 필요한 영양분과 에너지를 공급하는 열수 분출구가 있을 가능성도 있다고 합니다.

 

 

토성