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2014년 11월 1일 토요일

태양계 이야기 288 - 햇살에 반짝이는 타이탄의 호수


 아침 햇살에 반사된 호수 표면이 잔잔하게 빛나는 모습을 상상해 보면 매우 목가적이고 평화로운 느낌이 들 것입니다. 이와 같은 평화로운 일상은 지금까지는 지구에서만 가능한 일로 생각되어 왔습니다. 하지만 태양계 안에서 지구 외에의 다른 천체에서도 이와 같은 일이 가능하다는 증거가 나왔습니다. 바로 카시니 탐사선이 보내온 영상입니다. 

(태양 빛에 반사된 타이탄의 호수 표면. This near-infrared, color mosaic from NASA's Cassini spacecraft shows the sun glinting off of Titan's north polar seas. While Cassini has captured, separately, views of the polar seas and the sun glinting off of them in the past, this is the first time both have been seen together in the same view. The sunglint, also called a specular reflection, is the bright area near the 11 o'clock position at upper left. This mirror-like reflection, known as the specular point, is in the south of Titan's largest sea, Kraken Mare, just north of an island archipelago separating two separate parts of the sea. This particular sunglint was so bright as to saturate the detector of Cassini's Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) instrument, which captures the view. It is also the sunglint seen with the highest observation elevation so far -- the sun was a full 40 degrees above the horizon as seen from Kraken Mare at this time -- much higher than the 22 degrees seen in PIA18433. Because it was so bright, this glint was visible through the haze at much lower wavelengths than before, down to 1.3 microns. The southern portion of Kraken Mare (the area surrounding the specular feature toward upper left) displays a "bathtub ring" -- a bright margin of evaporate deposits -- which indicates that the sea was larger at some point in the past and has become smaller due to evaporation. The deposits are material left behind after the methane & ethane liquid evaporates, somewhat akin to the saline crust on a salt flat. The highest resolution data from this flyby -- the area seen immediately to the right of the sunglint -- cover the labyrinth of channels that connect Kraken Mare to another large sea, Ligeia Mare. Ligeia Mare itself is partially covered in its northern reaches by a bright, arrow-shaped complex of clouds. The clouds are made of liquid methane droplets, and could be actively refilling the lakes with rainfall. The view was acquired during Cassini's August 21, 2014, flyby of Titan, also referred to as "T104" by the Cassini team. The view contains real color information, although it is not the natural color the human eye would see. Here, red in the image corresponds to 5.0 microns, green to 2.0 microns, and blue to 1.3 microns. These wavelengths correspond to atmospheric windows through which Titan's surface is visible. The unaided human eye would see nothing but haze. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho )
 이전에 몇차례 언급했던 것 처럼 토성의 최대의 위성인 타이탄은 두터운 대기를 지니고 있으며 대부분 질소로 구성되어 있으나 여기에는 메탄을 비롯한 탄화수소가 풍부합니다. 이 탄화수소들은 태양 에너지와 반응해서 복잡한 화학 반응을 일으켜 타이탄의 대기를 뿌옇게 만듬과 동시에 액체 탄화 수소로 응결되어 구름, 비, 그리고 호수와 강을 만들어 냅니다. 사실 극한의 추위에도 불구하고 태양계에서  지구 외에 액체 상태의 표면을 가진 천체가 바로 타이탄입니다.  
 이전 포스트 참조 :  http://jjy0501.blogspot.kr/2012/07/98-2.html
​                             http://jjy0501.blogspot.kr/2014/08/Clouds-in-the-Titan.html
 현재까지 구성된 타이탄의 표면 이미지를 종합하면 (타이탄의 표면은 가시 광선 영역에서는 관측이 불가능하기 때문에 레이더 반사를 통해서 표면 지형에 대한 이미지를 얻음. 반사되는 정도에 따라서 표면이 액체 상태인지 여부도 알 수 있음) 타이탄은 지구처럼 거대한 바다를 가지고 있는 천체는 아니라고 할 수 있습니다. 대신 북극 주변에 거대한 호수들이 존재하는 특징들을 가지고 있습니다.
​ 이 중 가장 거대한 호수는 크라켄 마레 (Kraken Mare) 로 지구의 카스피해 만한 거대한 크기를 지니고 있습니다. 카시니 우주선의 광학 적외선 맵핑 분광기 Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) instrument 는 이 크라켄 마레에 비친 태양빛을 관측했습니다. 

 그런데 사실은 이 사진엔 트릭이 숨어 있습니다. 앞서 이야기 했듯이 타이탄의 대기는 탄화수소의 존재로 인해 뿌옇게 보여 이런식으로 햇빛에 반짝거리는 호수를 육안으로 볼 수는 없습니다. 그러면 위의 사진은 어떻게 된 것일까요. 해답은 가상 컬러라는 것입니다.

 위의 사진에서 붉은색은 5 미크론, 녹색은 2 미크론, 파란색은 1.3 미크론 파장을 나타내고 있습니다. 이 파장들은 본래 눈으로는 볼 수 없는 적외선 영역 파장들이죠. 이 파장들은 두꺼운 구름과 탄화 수소 층을 뚫고서 타이탄의 표면을 관측하는데 가시 광선보다 유리합니다. 실제로 우리가 우주선을 타고 타이탄의 표면에 내린다면 호숫가는 안개가 낀 것 처럼 뿌옇게 보일 가능성이 높습니다. 

 물론 그럼에도 불구하고 타이탄은 태양계에서 가장 흥미로운 천체 가운데 하나입니다. 앞으로 토성 탐사에서 타이탄은 가장 중요한 목표가 될 것입니다.  


 참고 

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