태양계 이야기 377 - 토성의 위성 디오네에 근접한 카시니

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 토성의 위성 가운데는 독특한 외형을 가진 것들이 많습니다. 디오네(Dione) 역시 그 중 하나로 지름 1100km 정도 되는 구형 천체지만, 뭔가 상처를 입은 듯한 독특한 밝은 지형이 눈길을 끄는 위성입니다. 그 모습은 이전 카시니 우주선의 근접 탐사를 통해서 생생하게 관측된 바 있습니다.

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(디오네의 독특한 지형. Wispy terrain on Dione's trailing hemisphere. The Eurotas (top) and Palatine Chasmata run from upper right to lower left; the Padua Chasmata are near vertical at right, and the Carthage Fossae horizontal at left. The crater Cassandra and its ray system are at lower right.NASA/JPL/Space Science Institute)

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(디오네의 지형.  This set of global, color mosaics of Saturn's moon Dione was produced from images taken by NASA's Cassini spacecraft during its first ten years exploring the Saturn system. These are the first global color maps of these moons produced from the Cassini data. The most obvious feature on the maps is the difference in color and brightness between the two hemispheres. The darker colors on the trailing hemispheres are thought to be due to alteration by magnetospheric particles and radiation striking those surfaces. The lighter-colored leading hemisphere is coated with icy dust from Saturn’s E-ring, formed from tiny particles ejected from Enceladus’ south pole. These satellites are all being painted by material erupted by neighboring Enceladus. The colors shown in these global mosaics are enhanced, or broader, relative to human vision, extending into the ultraviolet and infrared range. Resolution on Dione in the maps is 250 meters per pixel. Image selection, radiometric calibration, geographic registration and photometric correction, as well as mosaic selection and assembly were performed by Paul Schenk at the Lunar and Planetary Institute. NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / Lunar and Planetary Institute.)

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 디오네는 태양계에서 15번째로 큰 위성으로 1684년 처음 발견되었습니다. 물론 근접 관측이 이뤄진 것은 최근에 와서였습니다. 2004년 부터 디오네에 근접 접근해 flyby를 시행한 카시니는 그 때마다 근접 영상을 촬영했습니다. 특히 2011년 12월 카시니 우주선은 디오네 표면에서 불과 100km에 불과한 거리를 스쳐지나갔습니다. 그리고 이 때 매우 높은 해상도의 표면 지형을 얻을 수 있었습니다.

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 디오네의 표면의 독특한 지형은 부분적으로는 토성의 다른 위성인 엔셀라두스 때문입니다. 디오네의 공전 거리는 토성에서 37.7만 km 정도로 지구-달 거리와 비슷합니다. 그런데 디오네는 더 안쪽의 궤도를 공전하는 엔셀라두스와  1:2 궤도 공명을 하고 있습니다. 즉 엔셀라두스가 2번 공전할 때 디오네는 한 번 공전합니다. 

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 엔셀라두스와 비교적 가까운 거리 때문에 엔셀라두스의 간헐천에서 나온 미세 입자들은 디오네의 표면을 덮는 것으로 생각됩니다. 즉 오랜 세월 나온 미세 얼음 입자가 디오네의 밝은 표면을 만든 것이죠.

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 하지만 이것으로는 뭔가 상처를 입은 듯한 표면의 주름이 설명되지 않습니다. wispy terrain 혹은 카스마타(Chasmata)는 과거 이 위성이 엔셀라두스처럼 활발한 얼음 화산활동을 벌였을 가능성이나 혹은 소행성 충돌로 인한 균열 등을 시사하고 있습니다. 어느 쪽이든 이 위성에서 가장 두드러진 특징이라고 해야하겠죠. 카시니의 근접 촬영 결과는 이 얼음-암석 위성의 표면에 큰 균열과 절벽이 존재한다는 것을 알려주고 있습니다.

(디오네 표면의 얼음 절벽과 균열.

N00152832.jpg was taken on April 07, 2010 and received on Earth April 07, 2010. The camera was pointing toward DIONE, and the image was taken using the CL1 and CL2 filters. This image has not been validated or calibrated. A validated/calibrated image will be archived with the NASA Planetary Data System in 2011. The original NASA image has been modified by eliminating radiation artifacts and brightening shadows and the overall image. NASA / JPL / Space Science Institute )     ​

 카시니는 2015년 6월 16일 다시 한 번 디오네에서 516km 떨어진 지점까지 근접했습니다. 카시니 임무 가운데서 마지막 디오네 플라이바이는 올해 8월이라고 합니다. 이번에 찍은 사진에서는 디오네의 다른 면이 밤인 지역을 중심으로 찍혔습니다. 토성의 고리와 함께 보이는 디오네의 사진은 이국적인 것 같습니다.  

(지난 6월 16일 촬영한 디오네의 사진. NASA's Cassini imaging scientists processed this view of Saturn's moon Dione, taken during a close flyby on June 16, 2015.

Credits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

 참고

  

http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA17195

https://en.wikipedia.org/wiki/Dione_(moon)

http://www.nasa.gov/feature/cassini-sends-back-views-after-zooming-past-dione