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2013년 5월 13일 월요일

태양계 이야기 142 - 토성의 장미 모양 폭풍 ?




 이전 토성 관련 포스트에서도 언급한 바 있지만 토성의 양 극지방에는 미스테리한 거대 폭풍이 존재합니다. ( http://blog.naver.com/jjy0501/100172881839 참고) 북극 지방에 생기는 거대 육각형 모양의 폭풍에 대해서는 이미 이전에도 상세히 설명드린 바 있지만 오늘 이야기는 이를 가상 컬러 처리한 사진에 대한 소개 입니다. 마치 그 모양이 장미 같다고 해서 나사 홈페이지에도 The Rose 라고 올라온 사진입니다. 국내 언론에도 소개되고 해서 오늘은 이 이야기를 해볼까 합니다. 




(나사의 북극에서 관측된 거대 폭풍의 눈.  The Rose. The spinning vortex of Saturn's north polar storm resembles a deep red rose of giant proportions surrounded by green foliage in this false-color image from NASA's Cassini spacecraft. Measurements have sized the eye at a staggering 1,250 miles (2,000 kilometers) across with cloud speeds as fast as 330 miles per hour (150 meters per second). The images were taken with the Cassini spacecraft narrow-angle camera on Nov. 27, 2012, using a combination of spectral filters sensitive to wavelengths of near-infrared light. The images filtered at 890 nanometers are projected as blue. The images filtered at 728 nanometers are projected as green, and images filtered at 752 nanometers are projected as red. In this scheme, red indicates low clouds and green indicates high ones. 

The view was acquired at a distance of approximately 261,000 miles (419,000 kilometers) from Saturn and at a sun-Saturn-spacecraft, or phase, angle of 94 degrees. Image scale is 1 mile (2 kilometers) per pixel. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI)   


(참고 영상 ) 


 사실 이 사진 자체는 이전에 포스팅 한 것과 큰 차이가 없는 사진입니다. 다만 찍은 날짜도 2012 년 11월 27일로 동일합니다. 그런데 달라보이는 이유는 찍은 각도와 더불어 근적외선 필터 사진에 가상 칼러 이미지 처리를 했기 때문입니다. 가시광 보다 근적외선 영역에서 구름의 구조가 더 잘 보이기 때문인데 사실 이 거대 태풍의 눈은 토성의 겨울철에는 두터운 구름에 가려 잘 보이지 않다가 봄철이 되면서 카메라로 관측이 가능한 상태가 된 것입니다. 


 물론 토성의 1 년은 지구의 29.66 년이기 때문에 봄철이라고 해도 몇년은 지속됩니다. 단지 태풍의 눈 뿐 아니라 거대한 육각형 태풍 자체가 겨울철에는 잘 보이지 않다가 봄철에 등장합니다. 과거 보이저 미션 당시 보였던 이 육각형 태풍은 2006 년 카시니 미션 때에는 적외선 영역에서만 보이다가 2009 년에 와서는 가시광 영역에서도 보일 만큼 선명해졌고 현재는 가장 잘 관측이 되는 상태입니다. 만약 토성의 여름, 가을 철 까지 카시니가 살아남는다면 어떤 변화를 우리에게 전송해 줄지 매우 기대되는 상태지만 그렇게 오래 살아남기는 힘들어 보입니다. 


 아무튼 위의 장미의 붉은 색은 진짜 붉은 색이 아니며 가시광 영역이 아닌 890 nm 정도의 파장은 붉은 색으로 728 nm 파장대는 녹색으로 나태낸 것입니다. 붉은 색이 의미하는 것은 낮은 고도의 구름이며 녹색은 높은 구름을 의미하는 것입니다. 마치 지구의 태풍의 눈처럼 이 눈이 있는 부위는 주변 태풍 보다 구름이 적고 고도가 낮습니다. 하지만 본래가 기체로 이루어진 가스 행성이기 때문에 지구의 태풍과는 달리 하층의 구름층이 보일 뿐 육지나 바다가 드러나지는 않습니다. 


 이 거대한 태풍의 눈은 지름만 2000 km 에 달하며 초속 150 미터 혹은 시속 500 km 정도의 고속의 바람이 불고 있습니다. 수증기가 아니라 대부분 수소와 약간의 헬륨, 그리고 다양한 미량 원소들이 다양한 구름의 패턴을 만들어 내지만 거대한 육각형 (Hexagon) 태풍과 이 태풍이 눈이 이렇게 수년 동안 지속적으로 나타나는 이유에 대해서는 현재 정확히 알려진 바가 전혀 없습니다. 참고로 아래 사진의 육각형은 각변의 길이가 13800 km 에 달해 지구 지름과 맞먹는 수준이지만 크기에 비해 매우 빠른 10 시간 39 분 24 초 주기로 한바퀴씩 회전합니다. 북위 77/78 도 이상을 차지하는 셈이니까 지구로 말하면 북극 전체를 덮는 태풍이 몇달씩 사라지지 않고 존재하는 셈이죠. 




(2012 년 11월 27 일. 같은 날 카시니에 의해 쵤영된 토성의 북극의 거대 육각형 모양 구름 구조. 장미 모양 구조는 중앙에 과녁처럼 위치한 태풍의 눈을 확대한 것.  The north pole of Saturn, in the fresh light of spring, is revealed in this color image from NASA's Cassini spacecraft. The north pole was previously hidden from the gaze of Cassini's imaging cameras because it was winter in the northern hemisphere when the spacecraft arrived at the Saturn system in 2004.  Images with red, green and blue spectral filters were combined to create this natural-color view, which is what the human eye would see if we were there at Saturn. The image here was acquired with the Cassini spacecraft wide-angle camera on Nov. 27, 2012 at a distance of approximately 260,000 miles (418,000 kilometers) from Saturn and at a sun-Saturn-spacecraft, or phase, angle of 96 degrees. Image scale is 18 miles (28.6 kilometers) per pixel.    NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute   ) 


 사실 우리가 우주선을 타고 가서 직접 토성의 북극 지방을 보게 되면 실제로는 위의 모습이 보일 것입니다. 장미는 보이지 않겠지만 그래도 신기한 건 사실이죠. 사실은 남극에도 태풍이 존재합니다. 그리고 태풍의 눈도 볼 수 있습니다. 다만 육각형 모양 태풍은 아니라는 점이 또 신기합니다. 남극의 태풍은 북극보다 작지만 그래도 지구 하나가 들어갈 크기입니다. 



(토성의 남극에 존재하는 태풍의 눈 Cassini stares deep into the swirling hurricane-like vortex at Saturn's south pole, where the vertical structure of the clouds is highlighted by shadows. Such a storm, with a well-developed eye ringed by towering clouds, is a phenomenon never before seen on another planet. 9 November 2006  PD-USGov-NASA )  


 토성에 왜 이런 거대 태풍이 존재하는 지, 그 이유는 아무도 모릅니다. 마치 목성의 대적점이 정확히 무슨 이유로 그렇게 오랬동안 존재할 수 있는지 모르는 것과 마찬가지죠. 신기한 걸로 치면 사실 육각형 태풍이 대적점에 뒤지지 않을 텐데 보이저나 카시니 같은 탐사선을 보내기 전까지는 우리는 여기에 대해서 상세하게 알 수가 없었습니다. 아마도 먼 미래에 우주 여행이 일반화 되는 시대가 오면 아마 그 때는 이 토성의 육각형 태풍이 토성의 고리와 함께 토성에 들리면 꼭 봐야 하는 명소가 되지 않을까 생각합니다. 

     
 참고 
  






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