토성의 거대 폭풍 관측

Thermal Structure and Dynamics of Saturn’s Northern Springtime Disturbance.

 토성의 대기는 1 토성년 (지구년으로 약 30년)마다 한번씩 봄에 해당하는 기간에 요동치는 것으로 생각된다. ESO (유럽 남방 천문대) 의 VLT 에 설치된 적외선 카메라 VISIR 과 나사의 카시니 토성 탐사선에 탑재된 CIRS 는 토성 표면에서 2010 년 12월 부터 관측된 거대한 폭풍을 자세히 관측했다. 

 토성 북반구에서 등장한 이 거대 폭풍은 지구의 폭풍과 비교할 수 없을 만큼 거대하며 지상의 망원경에서도 사실 관측이 가능할 정도이다. 하지만 이번에 나사와 ESO 의 연구진들은 지상과 카시니 탐사선에 장착된 적외선 관측기를 이용하여 가시광에서 볼 수 있는 정도보다 더 자세한 모습을 관측할 수 있었다. 

(가장 왼쪽의 이미지는 가시광 이미지이며, 중간의 이미지는 하부 구름 층의 이미지, 그리고 오른쪽의 이미지는 대기 상층의 이미지로 이 적외선 이미지에서 폭풍의 영향으로 생각되는 밝은 점이 관측되고 있다. 그 크기에서 거의 지름이 지구만 하다는 것을 짐작해 볼 수 있다.  Credit: ESO/University of Oxford/L. N. Fletcher/T. Barry )

 이 거대 폭풍의 메카니즘은 토성 대기 하부의 얼음 구름 층에서 따뜻해진 공기가 표면으로 상승하여 일어난다고 생각된다. 토성 대기의 대류권의 온도는 아마도 섭씨 - 130 도 정도로 예상되는데 이번 VISIR 적외선 카메라가 관측한 영상에서는 대기권에 약 섭씨 15-20 도 정도 더 뜨거운 부분이 관측되었다. (위의 이미지에서 가장 오른쪽)

 이 부분은 사실 가시광 영역에서는 보이지 않았던 부분이다. 토성의 이번 봄 폭풍은 북위 20 - 50 도 영역에 걸쳐 14만 km 에 달하는 거대한 것이다. 연구진들이 Beacon 이라고 부르는 다른 부분 보다 따뜻한 공기는 북위 41도에서 관측되며 이것이 토성 대기를 교란 시키는 메카니즘으로 생각된다.   

Journal Reference:

1. Leigh N. Fletcher, Brigette E. Hesman, Patrick G. J. Irwin, Kevin H. Baines, Thomas W. Momary, A. Sanchez-Lavega, F. Michael Flasar, P. L. Read, Glenn S. Orton, Amy Simon-Miller, Ricardo Hueso, Gordon L. Bjoraker, A. Mamoutkine, Teresa Del Rio-Gaztelurrutia, Jose M. Gomez, Bonnie Buratti, Roger N. Clark, Philip D. Nicholson, and Christophe Sotin. Thermal Structure and Dynamics of Saturn’s Northern Springtime Disturbance. Science, 19 May 2011 DOI: 10.1126/science.1204774