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태양계 이야기 91 - 토성의 F 링 - 늑대와 양치기 ?




 토성의 고리는 눈에 잘 띄는 부분만 해도 엄청난 크기입니다. 토성에서 희미한 D 고리의 끝에서 눈에 희미한 띠처럼 보이는 F 고리 까지의 거리만 대략 6만 5000 km 에 달할 만큼 거대한 고리입니다. 그리고 F 고리 밖에는 아주 희만한 G 고리 및 넓게 퍼진 E 고리가 존재합니다. 


 
(토성의 고리. A 링 외부에 로쉬 간극 (Roche Division) 밖에 F 링이 존재 This file is in the public domainbecause it was created by NASA. ) 


  F 링은 총 길이가 88.1 만 km, 너비가 30 - 500 km 정도로 그 길이에 비해 너비가 극도로 얇은 편인데 이전부터 주변의 작은 위성들과 중력에 의한 영향을 받아서 그와 같은 형태를 지니게 되었다는 것이 널리 알려져 있습니다. 대표적으로는 판도라와 프로메테우스라는 작은 위성 때문에 F 링이 현재의 극도로 가느다란 모양을 유지할 수 있다고 알려져 있습니다. 이 위성들은 안과 밖에서 F 링이 흩어지지 않게 잡아줍니다. 



(F 링을 사이에 둔 판도라와 프로메테우스 / 안쪽이 프로메테우스, 바깥쪽이 판도라.  This file is in the public domain because it was created by NASA.   )


 이전부터도 F 링이 그 길이에 비해 매우 가늘기 때문에 작은 천체라도 그 중력으로 고리의 모습을 크게 변화시킬 수 있음이 알려져 있었습니다. 나사와 유럽 우주국의 카시니 탐사선은 이 F 고리를 면밀히 관찰하고 있는데 이번에 Queen Mary's Astronomy Unit  소속의 여러 과학자 ( Professor Carl Murray, Nick Attree, Nick Cooper and Gareth Williams ) 들은 이 이미지들 가운데서 작은 천체에 의해 F 링의 모습이 일시적으로 크게 변화하는 모습을 관찰하는 데 성공했습니다. 


 이에 의하면 반마일 (0.8km) 지름의 소 천체라도 고리에 최대 180 km 에 달하는 흔적을 남길 수 있는 것으로 보이는 것 같습니다. (아래 사진) 하지만 그럼에도 불구하고 고리가 없어지지 않는 것은 중력으로 고리를 잡아주는 양치기 위성 판도라와 프로메테우스 때문으로 생각됩니다. 즉 이들이 양치기라면 고리를 통과하는 작은 소행성이나 다른 소위성 (moonlet) 들은 늑대에 비유할 수 있을 것입니다.  그렇다면 고리 자체를 이루는 입자들은 (주 물질은 얼음) 양에 비유할 수 있을 것입니다.  



(Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL )


 토성 하면 우선 고리부터 떠올릴 만큼 토성에서 고리는 매우 흥미로운 주제가운데 하나입니다. 그 중에서도 특히 흥미로운 부분은 고리와 다른 천체, 위성들과의 상호 작용이 아닐까 생각해 봅니다. 


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