토성의 위성 타이탄

지구와 닮은 형상의 타이탄

 

토성의 위성 타이탄에는 땅도 있고 바다도 있고 유기물질도 풍부해요.

그래서 과학자들은 타이탄에 생명체가 있을 가능성이 높다고 합니다.

타이탄의 생명체 존재 가능성을 살펴보기로 합니다.

토성의 위성 타이탄은 그 크기부터 엄청납니다.

태양계에서 가장 큰 위성 가니메데 다음으로 2번째로 큰데요 지름이 대략 5150km 달보다는 1.5배 크고 

지구 사이즈랑 비교하면 지구의 40%정도랍니다.

 

하지만 타이탄은 대기가 너무 짙기 때문에 지구에서는 망원경으로 타이탄 내부를 제대로 관측 할 수가 없어요.

그래서 타이탄은 한동안 베일에 싸여있던 수수께끼의 천체였죠

1997년 유럽우주국과 나사가 토성 위성국들을 탐사하기 위해서 [카시니ㅡ하위헌스호]를 발사했고,

카시니호가 타이탄을 방문후, 수백장의 사진들 그리고 대기 성분 분석값을 지구로 보내면서 그 정체가 드러났습니다.

 

토성의 위성 타이탄의 상상도. 타이탄에는 차가운 메탄 성분의 액체가 표면 곳곳에 고여 있으며, 수심이 300m 이상인 바다도 있다고 최근 우주과학계는 밝혔다. 미국항공우주국(NASA) 제공ㅡ2017년 임무마친 카시니호 자료

 

타이탄 대부분 지역은 넓은 평원이었고, 위도가 낮은 지역에는 바람이 만들어 놓은 모래언덕도 보이구요,

최고 3337m나 되는 높은 산도 있다고 합니다. 사진만 얼핏 보면 황사가 오거나 미세먼지 가득한 날의 지구랑 비슷해요.

타이탄의 하늘에는 구름하고 대기도 있는데요, 대기에는 기상현상도 일어나가지고 지구처럼 비도 내리고

평지에는 호수가 만들어지고 고도가 낮은 지역에는 바다까지 있었어요. 우리 지구에서도 구름이 생기고 비가 내리고 

이렇게 물이 순환하는 것처럼 타이탄에서도 액체 순환이 이루어 지고 있다는 것이죠.

 

타이탄은 태양으로부터 무려 14억km 가량이나 떨어져 있기때문에 태양열을 제대로 공급받지 못하거든요.

이렇게 열공급이 안되다 보니까 타이탄의 평균온도는 영하 179도ㅡ초거대 냉동고라고 할 수 있네요

 

그럼 물은 어떻게 존재하고 구름은 또 어떻게 있을 수 있나?

원래 같으면 이 위성에 모든 것들이 다 얼어야 되는 거 아닌가요?

 

에탄의 녹는점이 영하 183도, 끓는점이 영하 89도에 이르기 때문에 나타나는 기이한 현상으로 물이 아닌

액체 에탄이 출렁이는 바다를 형성한 것이에요.

타이탄의 산은 물이 완전히 얼어 붙어서 생긴 언덕이었고, 타이탄의 바다는 에탄이 액체가 돼서 모인 바다에요.

위성 타이탄 호수에 모여있는 것은 처음에는 메탄으로 알려졌으나

최근엔 토성 탐사선 카시니가 지금까지 한 위성 타이탄의 관측에 따르면

"비"가 적음에도 불구하고 호수의 크기가 그다지 변화하지 않기 때문에

증발하기 어려운 에탄이 모여있는 가능성이 밝혀졌습니다 .

 

비록 물은 아니지만 액체가 표면에 상식적으로 존재하는 천체는 태양계에서 지구 외에 타이탄밖에 없다는 점에서

과학자들은 긍정적으로 연구하기 시작한거죠

구름도 지구처럼 수증기가 모여 있는 하얀 구름이 아니라 누리끼리한 모습이라네요.

타이탄을 사진으로만 봤을 때는 저기 살만하겠네?  싶었는데 지구처럼 온화한 지역이 절대 아닌 거죠.

이렇게나 극악의 환경인데도 타이탄을 발견했을 당시 과학자들의 의견은 아주 긍정적이었어요.

 

ALMA 전파망원경 자료 분석을 통해 원시세포의 기초가 될 수 있는 시안화 비닐 분자가 토성의 가장 큰 위성인 타이탄 대기에 존재한다는 것이 확인됐다. 사진에 보이는 타이탄은 카시니 탐사선이 찍은 광학(대기) 사진과 적외선 사진(표면)을 합성한 것이다. 액체 메탄 환경에서 시안화 비닐은 지구상의 지질 기반 세포막과 같은 막을 형성할 수 있다. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA

 

과학자들 말ㅡ"지구를 제외하고는 지표면에 안정적으로 액체가 유지되는 것을 확인한 첫 번째 천체입니다.

어쩌면 이곳에 생명체가 있을 지도 모르겠어요."

"또 타이탄은 대기층이 있는 덕분에 바람도 불고 비도 내려요. 생명체를 찾기 위한 최적의 장소인거죠."

 

타이탄의 대기에 대해서 살펴보면 타이탄은 아주 짙은 대기를 가지고 있습니다.

대기밀도: 1.8798 ± 0.0044g/cm3ㅡ지구의 4배

대기압: 146.7KPaㅡ지구의 1.45배

대기성분: 질소98.4% 수소0.2% 메탄1.4%

그런데 정말 신기한 사실은 태양계에서 질소 대기를 가진 천체는 지구를 제외하면 타이탄뿐이에요.

 

과학자들은 말ㅡ"질소가 가득한 타이탄의 대기는 약38억년 전 원시 지구의 대기와 매우 유사합니다.

타이탄의 대기를 분석할 수 있다면 우리 지구의 대기 변화 과정에 대해서 더 자세히 알 수 있게 될 겁니다."

 

현재 우리가 사는 지구에서도 질소가 대기구성 성분중에 가장 높은 비율을 차지하죠.

대략 질소78% 산소21%, 아르곤 0.9% 우리 지구의 이런 대기 구성 성분은 이런 비율 자체가

몇억 년, 몇 십억년이 지나면서 조금씩 변한 거예요.

 

타이탄의 질소 대기는 온실효과 유발 ㅡ타이탄이 태양열을 별로 받지 않아도 높은 온도를 유지, 에탄을 액체와

기체 상태로 유지시켜 주는 거예요. 이 타이탄에 질소가 없었다면 타이탄의 에탄은 다 얼어버리고 타이탄 자체는

완전히 얼어붙은 천체가 됐을 거예요.

 

타이탄의 대기에서는 굉장히 신기한 분자까지 발견됐어요.

나사의 연구 팀은 알마(ALMA) 전파망원경으로 타이탄의 대기 성분을 조사했는데,

탄소 3개 수소2개로 이루어진ㅡ사이클로프로페닐리딘(cyclopropenlidene)을 발견합니다.

학계는 완전히 발칼 뒤집혔죠, 아니 그게 도대체 뭐죠?

 

이것은 생명체를 구성하기도 하고, 다른 생명체의 먹이가 되기도 하는, 생명 형성에 있어서는 빼놓을 수가 없는 

구성 물질이에요. 그동안 우주의 성간 물질 사이에서 종종 관측된 적은 있지만 지금까지는 타이탄을 제외하고는

다른 천체 대기에서는 발견된 적이 전혀 없어요 그러니까 이게 정말 신기한고 대단한 거죠.

지구하고 그리고 원시 지구 환경하고 비슷한 타이탄하고 딱 두군데에서만 발견됐으니까요.