[우주를 보다] 토성 속 샹그릴라의 진짜 모습

미항공우주국(NASA)의 카시니 탐사선이 토성의 거대 위성 타이탄에 121번째 근접 관측을 시도해 새로운 사진을 지구로 전송했다. 이 사진들은 지난 7월 25일 근접 관측에서 얻어진 것으로 타이탄에서 976km까지 근접해서 촬영한 것이다.

타이탄은 토성에서 가장 큰 위성으로 태양계의 위성 중 유일하게 두꺼운 대기를 지닌 위성이다. 타이탄의 대기는 지구보다 더 두꺼울 뿐 아니라 탄화수소의 안개가 있어 그 표면을 가시광선 영역에서는 직접 관측이 불가능하다. 쉽게 말해 맨눈으로 타이탄을 본다면 그냥 노란 공처럼 보일 것이다.

하지만 나사의 카시니 탐사선은 이런 타이탄의 표면을 관측하기 위한 레이더 시스템을 갖추고 있다. 카시니의 합성 개구 레이더(synthetic-aperture radar·SAR)는 타이탄의 두꺼운 구름과 안개를 뚫고 표면의 지형을 상세하게 관측할 수 있다.

이번에 전송한 이미지 가운데 가장 중요한 것은 타이탄의 적도 부근에 존재하는 거대 분지 지형인 '샹그릴라'(Shangri-la)다.

적외선 영역 관측에서는 검은 지형처럼 보이는데, 그 정체는 탄화수소의 모래로 된 사구 지형이다. 사구(Dune) 지형은 모래와 바람에 의해 형성되는 것으로 지구의 사막에서 흔히 볼 수 있다. 끝없이 이어지는 모래 언덕의 모습은 사막의 전형적인 모습이기도 하다.

태양계에서 사구 지형을 볼 수 있는 곳은 지구 이외에 화성과 타이탄을 들 수 있다. 화성의 사구 지형은 지구와 비슷한 모래로 이뤄져 있지만, 타이탄의 경우는 낮은 기온(평균 −179.5 °C)으로 얼어붙은 탄화수소 모래라는 점이 다르다. 이런 형태의 사구 지형은 태양계에서 타이탄에 유일하다. 동시에 물결 모양의 사구 지형의 존재는 타이탄에도 바람이 있다는 것을 의미한다.

타이탄의 극지방에는 액화 천연가스 성분의 탄화수소가 낮은 기온으로 액체가 되어 호수와 강을 이루고 중위도와 저위도 지역에서는 거대한 분지와 사구 지형, 고원지대, 얼음 화산 등 매우 다양한 지형이 존재한다. 태양계의 위성 가운데 가장 독특한 환경을 가진 셈이다.

따라서 카시니 탐사선은 10년 넘는 토성 탐사 동안 타이탄을 여러 차례 근접 관측했다. 하지만 이제 탐사선의 임무 종료 시점이 가까워지고 있다. 나사는 카시니 퇴역 이후 타이탄을 탐사할 새로운 탐사계획을 추진 중이다. 2020년대 발사될 이 탐사선에는 풍선 형태의 관측선이나 혹은 미니 잠수함을 탑재하는 등 여러 가지 아이디어가 논의되고 있다. 신비에 가려진 얼음 위성 타이탄에 대한 인류의 탐사는 이제 시작일 뿐이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com