30년이나 천문학자를 괴롭혔던 토성의 육각형 소용돌이

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거의 30년간이나 수수께끼였던 토성 북극에 나타난 육각형의 소용돌이의 수수께끼에 대한 연구가 진행중이다.

토성의 북극에서는 전체 폭 32,187km에 펼쳐진 기묘한 육각형 구조가 토성의 자전 주기와 거의 같은 속도로 회전하고 있다. 그동안 그 원인에 대해 아무도 몰랐지만 미국 뉴 멕시코 소코로에 있는 멕시코 공대 행성 학자 Raúl Morales-Juberías 교수의 최신 연구에서 구름이 있는 대기층에서 극 주위를 동쪽으로 부는 제트기류가 그 아래로 흘러가는 바람에 밀려 육각형으로 되는 것이 판명되었다.

원인은 제트스트림

연구 팀은 토성 북반구의 고밀도의 대기를 컴퓨터에서 모델화하여 고도별 바람의 거동을 시뮬레이션했다. 그 결과 대기 상층에서 불안정하게 된 제트가 구불구불해지는 현상을 확인됐다. 그 모습은 토성 북극을 덮는 육각형 구조의 형태와 위상 속도를 잘 재현하고 있었다고 한다.

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또 모델 저층에서 부는 바람도 상층의 바람만큼이나 중요한 것으로 드러났다. 이는 특히 육각형의 드리프트와 형태의 명료함에 영향을 끼친다.

토성의 육각형 구름은 1988년에 NASA의 보이저가 촬영한 영상에서 발견됐다.또 카시니도 지구 지름의 2배나 되는 기묘한 소용돌이 구조의 컬러 영상을 촬영했다.

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열화상으로는 이것이 토성 대기의 97km아래까지 계속되는 것으로 나타났다.더욱이 다른 영상에서는 육각형 구조가 토성의 자전과 거의 같은 속도로 회전하면서도 제트기류 자체는 시속 354km로 동쪽으로 향하고 불고 있는 것도 알수 있었다.

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단, 계절별로 변화하는 모습이 없어 왜 육각형 구조가 되는지는 알아낼 수 없었따.  그동안 제시되고 있는 설은 예를 들어 지구의 수면에 생기는 기하학 모양의 소용돌이에서 설명하려는 것과 토성 대기의 심부에 있는 로스비 파(온도차나 지형의 높낮이 차이에 의해서 뒤흔든 대기가 발생시키는 자유 진동의 물결)가 원인이라는 것 등이 있다.

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그러나 이번 발견은 제트기류 밑의 바람에 밀리는 것으로 기하학 무늬가 형성되는 것을 시사하고 있다. 만약 그렇다면 계절에 따른 육각형이 영향을 받지 않는 이유도 설명할 수 있다.

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육각형 구조의 원인을 연구함으로써 토성의 대기 상부에 형성되는 구름 아래에 부는 바람에 대해서 새로운 지식를 얻을 가능성이 있다고 한다.


 

via:Mystery of Saturn’s bizarre hexagonal vortex is solved・Translated hiroching

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