태양계 이야기 1027 - 토성 고리의 나이는 4억년

(Credit: Pixabay/CC0 Public Domain)

토성의 고리는 토성의 상징이라고 해도 과언이 아닙니다. 태양계 거대 가스 행성 모두가 고리를 지니고 있지만, 토성처럼 큰 고리는 보기 어렵기 때문입니다. 하지만 일부 과학자들은 이 고리의 나이가 토성 자체보다 어릴 것으로 생각하고 있습니다. 그러나 정확한 연대를 측정하기는 어려웠습니다.

콜로라도 대학의 사스차 켐프 (Sascha Kempf at the University of Colorado Boulder)가 이끄는 연구팀은 토성 고리의 나이가 토성 나이의 1/10이 되지 않는 4억 년 정도라는 연구 결과를 내놓았습니다.

물론 토성 고리의 물질을 직접 채취해 분석할 순 없는 일이기 때문에 연구팀은 2004-2017년 사이 토성의 고리를 관측한 나사의 카시니 탐사선의 우주 먼지 분석기 (Cosmic Dust Analyzer) 데이터를 분석했습니다.

연구팀은 여기에서 외부에서 유래된 우주 먼지 163개를 확인했습니다. 바닥이나 카펫에 시간이 지나면 먼지가 쌓이는 것처럼 대부분이 순수한 얼음으로 되어 있는 토성의 고리 역시 시간이 지나면서 외부 물질에 오염되게 되어 있습니다. 그 정도를 알 수 있으면 역으로 토성 고리가 생성된 후 외부 물질에 오염된 시간을 측정해 연대를 특정할 수 있습니다.

연구팀은 토성 고리 부피의 98%가 순수한 물로 오래된 구조라면 유지할 수 없는 깨끗함이라고 설명했습니다. 하지만 다른 한편으로 토성 고리는 점점 물질을 잃고 있어 새로운 물질이 공급되지 않으면 1억 년 후에는 사라질 수도 있습니다.

이렇게 토성의 고리는 그 자체로 신비한 모습을 지니고 있을 뿐 아니라 실제로도 많은 미스터리를 간직하고 있습니다. 앞으로 그 비밀을 밝힐 새로운 탐사선이 필요한 이유입니다.

참고

https://phys.org/news/2023-05-definitive-age-saturn-theyre-young.html

Sascha Kempf, Micrometeoroid infall onto Saturn's rings constrains their age to no more than a few hundred million years, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf8537. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf8537

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