(Radar images from Cassini showed a strange island-like feature in one of Titan's hydrocarbon seas that appeared to change over time (series of images at left). Credits: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell)
태양계에서 표면에 액체 상태의 바다나 호수를 지닌 천체는 지구와 토성의 위성 타이탄 뿐입니다. 전자가 물이 주성분이라면 후자는 탄화수소가 주성분이라는 차이는 있지만, 이로 인해 타이탄의 표면은 강과 호수, 섬 같은 지형이 형성됩니다. 그런데 종종 쉽게 해석할 수 없는 현상이 관찰되기도 합니다.
앞서 소개한 것과 같이 카시니는 타이탄의 표면 지형이 변하는 것을 관찰했습니다. 섬이나 육지 지형이 사라지거나 혹은 갑자기 나타나는 것이죠. 미스터리 섬 혹은 마법의 섬이라고 불리는 이 구조물의 정체에 대해서는 아직 확실한 증거가 없습니다.
논란이 지속되는 이유 가운데 하나는 직접 지형을 세밀하게 관측하기가 힘들기 때문일 것입니다. 타이탄의 대기는 짙은 안개 같은 탄화수소 구름으로 덮여 있어 표면을 직접 관측하기가 힘듭니다. 따라서 레이더를 이용해 표면을 관측하기 때문에 실제 표면의 모습이 아니라 반사된 레이더를 이용한 지형도라는 점이 이 마법의 섬의 실체를 파악하게 만들기 어려운 점입니다.
프랑스, 그리고 멕시코의 과학자들은 Nature Astronomy에 이 구조물이 탄화수소의 표면에 형성된 거품일 수 있다는 주장을 내놓았습니다. 사실 이 구조물은 호수나 바다의 수위와 관련없이 생성되거나 사라지기 때문에 실제 표면 지형이 아닐 가능성이 제기되어 왔습니다.
연구팀은 타이탄의 바다의 구성 성분과 온도를 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 진행해 바다에 녹은 질소의 거품이 형성되어 표면으로 분출될 수 있다는 결론을 얻었습니다. 물의 거품은 곧 사라지지만, 복잡한 탄화수소의 거품은 더 오랜 시간 존재할 수 있습니다. 만약 이것이 사실이라면 타이탄의 바다를 눈으로 봤을 때 거대 비누거품 같은 구조물을 볼 수 있을 것입니다.
이를 확실하게 증명하는 방법은 타이탄의 바다에 직접 탐사선을 보내 실시간으로 변화를 확인하는 것입니다. 현재 탐사선이 계획되고 있는데, 아직 발사까지는 많은 시간이 남아 있어 빠른 시일 내로 비밀이 풀리지는 않을 것으로 보입니다. 과연 진짜 거품일지 아니면 뭔가 상상하지 못했던 다른 비밀이 기다리고 있을지 궁금합니다.
참고
Daniel Cordier et al. Bubble streams in Titan's seas as a product of liquid N2 + CH4 + C2H6 cryogenic mixture, Nature Astronomy (2017). DOI: 10.1038/s41550-017-0102
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