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토성의 가장 큰 달인 타이탄에서 사라지는 “마법의 섬”은 10년 전 NASA의 카시니 임무가 비행 중에 발견한 이후로 과학자들의 흥미를 끌었습니다. 이제 연구자들은 이 현상의 비밀을 밝혀냈다고 믿습니다.
이 기능은 처음에는 일시적인 것으로 생각되었습니다. 탄산가스 거품으로 만들어짐그러나 천문학자들은 이제 그것이 달 표면에 떨어지는 유기 물질로 만들어진 벌집 모양의 빙하일지도 모른다고 생각하고 있습니다.
과학자들은 타이탄이 지구와 몇 가지 유사점을 공유하기 때문에 우리 태양계에서 가장 매력적인 달 중 하나로 간주합니다. 그러나 그것은 또한 여러 면에서 이상하고 수수께끼 같은 광경을 보여줍니다.
우리 달과 행성 수성보다 큰 타이탄은 우리 태양계에서 대기가 두꺼운 유일한 달입니다. 대기는 대부분 질소와 약간의 메탄으로 구성되어 있어 타이탄의 신비한 주황색 모습을 보여줍니다. 타이탄의 대기압은 지구의 대기압보다 약 60% 더 높기 때문에 인간이 해수면 50피트(15미터) 아래에서 수영하는 것과 같은 압력을 가한다고 합니다. NASA.
타이탄은 표면에 지구와 같은 액체가 있는 태양계의 유일한 다른 세계이기도 합니다. 하지만 타이탄의 강, 호수, 바다는 액체 에탄과 메탄으로 구성되어 있어 구름을 형성하고 액체 가스가 하늘에서 비를 내리게 합니다. . .
그만큼 호이겐스 탐사선을 탑재한 카시니 임무 궤도선 2005년 타이탄에 착륙한 이 우주선은 2004년부터 2017년 사이에 타이탄을 100회 이상 저공비행하여 오늘날 과학자들이 달에 대해 알고 있는 많은 것을 밝혀냈습니다.
타이탄의 가장 수수께끼 같은 측면 중 하나는 마법의 섬입니다. 과학자들은 이 섬이 몇 시간, 몇 주 또는 그 이상 지속될 수 있는 타이탄 바다 표면의 움직이는 밝은 점으로 관찰했습니다. 카시니의 레이더 이미지는 타이탄 표면에서 두 번째로 큰 액체 몸체인 Ligia Mare의 설명할 수 없는 밝은 영역을 포착했습니다. 바다는 슈피리어호보다 50% 더 크며 액체 메탄, 에탄, 질소로 구성되어 있습니다.
천문학자들은 이러한 영역을 믿습니다. 그것들은 질소 가스의 덩어리진 거품일 수도 있고, 떠다니는 고체로 만들어진 실제 섬일 수도 있고, 파도에 기인한 특징일 수도 있습니다(파도의 높이는 몇 밀리미터에 불과하지만).
NASA/JPL-칼텍
카시니가 관찰한 융기된 선반을 포함하여 토성의 달 타이탄의 북극에 있는 호수를 보여주는 예술가의 그림.
샌안토니오에 있는 텍사스 대학교 조교수인 행성 과학자 신팅 유(Xinting Yu)는 타이탄의 대기와 눈처럼 떨어지는 액체 및 고체 사이의 연관성을 분석하여 이들이 마법의 섬과 연관되어 있는지 알아보는 데 집중했습니다.
“나는 마법의 섬이 실제로 바다로 가라앉기 전에 여기 지구상의 물 위에 떠 있을 수 있는 경석처럼 표면에 떠 있는 유기 물질일 수 있는지 조사하고 싶었습니다.”라고 1월 4일에 발표된 연구의 수석 저자인 유(Yu)는 말했습니다. 저널.끝”. 지구물리학 연구 편지.
과학자들은 달에 임무를 보내기 전에 타이탄에 대해 가능한 한 많은 정보를 이해하는 것을 목표로 합니다. NASA와 협력하여 Johns Hopkins Applied Physics Laboratory가 주도하는 Dragonfly 임무는 2028년에 발사되어 2030년대에 Titan에 도착할 것으로 예상됩니다.
타이탄의 상층 대기에는 니트릴, 탄화수소, 벤젠을 포함한 다양한 유기 분자가 존재합니다. 표면 온도가 -290°F(-179°C)로 매우 차갑기 때문에 강과 호수가 액체 메탄에 의해 조각되었습니다. 이는 화산암과 용암이 지구상의 랜드마크와 수로를 형성하는 데 도움이 된 방식입니다.
타이탄 대기의 유기 분자는 얼어붙어 달 표면에 떨어지기 전에 서로 결합하여 덩어리를 형성합니다. 타이탄 전역에서 어두운 평원과 유기 물질로 이루어진 모래 언덕이 관찰되었으며, 과학자들은 이러한 특징이 타이탄의 “눈”에 의해 주로 형성되었다고 믿고 있습니다.
하지만 탄화수소 눈이 내리면 어떻게 될까요? 타이탄의 호수와 액체 가스 강의 섬뜩할 정도로 매끄러운 표면에? Yu와 그녀의 동료들은 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 조사했습니다.
Yu의 팀은 대기권 상부에서 떨어지는 고체 유기 물질이 이미 유기 분자로 포화되어 있기 때문에 타이탄의 액체 몸체에 착륙할 때 녹지 않을 것이라고 판단했습니다.
NASA/JPL-Caltech/Stéphane Le Moelec/Virginia Pasek
카시니 우주선의 장비로 촬영한 적외선 이미지는 두꺼운 안개 아래에서 타이탄을 가장 선명하게 보여줍니다.
Yu는 “우리가 마법의 섬을 보기 위해서는 잠시 떠 있다가 가라앉을 수 없습니다.”라고 말했습니다. “그들은 잠시 동안 떠 있어야 하지만 영원히는 아닙니다.”
그러나 액체 에탄과 메탄은 표면 장력이 낮아서 고체가 그 위에 떠오르기 어렵습니다.
Yu 팀은 다양한 모델을 시뮬레이션한 결과, 얼어붙은 고체가 벌집 모양이나 스위스 치즈와 같이 다공성인 경우에만 부유한다는 사실을 발견했습니다. 작은 입자는 충분히 크지 않으면 스스로 떠오를 가능성도 없습니다.
팀의 분석에 따르면 얼어붙은 고체 탄화수소가 해안 근처에서 뭉쳤다가 부서져 육지의 빙하처럼 표면으로 떠다니는 시나리오가 나왔습니다. 액체 메탄이 천천히 얼어붙은 덩어리 속으로 스며들어 결국에는 시야에서 사라지게 됩니다.
또한 연구진에 따르면 타이탄의 바다와 호수에 잠재적으로 얇은 얼어붙은 고체층이 존재한다는 사실이 달의 액체체가 왜 그렇게 매끄러운지를 설명할 수 있다고 합니다.
다음 10년 동안 드래곤플라이 우주선은 타이탄의 액체 몸체보다는 적도 지역의 유기물 평원을 주로 연구할 것으로 예상됩니다.
착륙선은 타이탄 표면에서 발견된 물질을 샘플링하고, 타이탄의 독특한 환경의 거주 가능성을 연구하고, 달에서 일어나는 화학적 과정을 결정합니다.
질소, 산소 및 기타 탄소 기반 분자와 같이 지구상 생명체에 필수적인 유기 화학 물질도 타이탄에서 발견됩니다. 타이탄의 두꺼운 얼음 껍질 아래에는 지구 너머의 생명체를 찾을 수 있는 가장 좋은 장소 중 하나인 엔셀라두스나 목성의 위성 유로파와 같이 토성을 공전하는 다른 흥미로운 해양 세계 위성과 달리 염수가 있는 내부 바다가 있습니다.
타이탄은 살기 힘든 곳으로 보일 수 있지만, 현재 우리가 이해하는 범위를 넘어서는 방식으로 다양한 화학과 형태에 의존하는 그곳의 조건은 생명에 도움이 될 수 있다고 합니다. NASA.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”