토성을 강타하는 거대 극소용돌이 그 원인은?

'신비의 행성' 토성은 특유의 고리만 신비한 것은 아니다. 북극에 부는 거대한 육각형 모습의 소용돌이 또한 토성의 새 ‘명소’가 된지 오래이기 때문이다.

최근 미국 MIT 연구팀이 토성 '소용돌이'의 비밀을 밝혀낸 연구결과를 발표해 관심을 끌고있다.

그간 국내에도 여러차례 보도돼 우주에 대한 경외감까지 자아낸 토성의 소용돌이는 탐사선 카시니호 덕에 그 '속살'을 볼 수 있었다. 전체적으로 육각형 모습을 가진 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다.

토성 북극에 형성된 소용돌이의 길이는 약 3만 2,000㎞로 지구 적도 반지름이 약 6,378km인 것과 비교하면 그 크기가 상상을 초월한다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 30여 년 전 보이저호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 이 때문에 전문가들은 거대한 토성 소용돌이가 어떻게 생기고 그 소모되지 않는 '연료'가 무엇인지 의문을 가져왔다.

이번 MIT 연구팀은 시뮬레이션 실험을 통해 그 '연료'을 밝혀냈다. 먼저 지구 허리케인의 '연료'는 태양과 바다지만 토성은 바다의 존재가 확인되지 않았다. 연구팀이 주목한 것은 토성의 격렬한 대기다.

토성의 대기는 지구와 마찬가지로 성질이 다른 층으로 구성돼 있는데 이 속에서 수많은 뇌우(雷雨)가 생성된다. 논문의 주요 저자인 모간 오닐 박사 후보생은 "뇌우가 토성 대기의 공기 흐름을 타고 북극에 고립되고 그 속에서 에너지로 축적돼 거대한 소용돌이의 연료가 되는 것"이라고 설명했다.

이어 "우리의 연구결과가 맞다면 향후 목성과 해왕성 및 외계 행성의 대기 현상을 예측하는데 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 최신호에 발표됐다.　　

박종익 기자 pji@seoul.co.kr