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현란한 토성의 F 고리
(Saturn Rings : F is for Flamboyant) 
Headlines

    2008년 7월 2일 - 카시니(Cassini) 우주탐사선은 7월 1일에 연장된 임무에 들어갔다. 4년(2004-2008년) 동안 이뤄낸 많은 업적들 중에는, 토성의 고리(Saturn’s rings)들에서 일어나는 복잡한 과정들에 대한 내용이 있었다. 특별히 한 고리가 특별한 관심을 끌었는데, 그 고리는 바깥쪽에 있는 얇은 F-고리(F-ring) 였다. 1980년대 초 보이저(Voyager) 우주탐사선의 과학자들은 이 좁은 고리의 분리된 가닥들이 서로 꼬여져(braid) 있는 것으로 나타났을 때, 그들의 눈을 좀처럼 믿을 수 없었다. 카시니 덕택으로, 더 많은 것들이 이제는 알려지게 되었다. 그러나 그 발견은 놀라운 것이었다.

지난 달 JPL(2008. 6. 6)로부터의 한 언론 보도는 F-고리에서 충돌(collisions)들의 발견을 발표하였다. 이 충돌들은 카메라에서 대략 초당 30 미터의 속도로 보여지는 몇몇 현란한 모습들을 만들어내었다. 그 모습들은 빠른 섭동(rapid perturbations), 돌출 부위들, 패인 곳들, 둥근 홈들, 그리고 빠르게 변화하는 부채꼴 구조들이었다. ”토성의 F-고리에서는 커다란 스케일의 충돌들이 거의 매일 발생하고 있다. 그곳은 연구하기에 매우 독특한 장소이다. 우리는 이제 그 충돌들이 그곳에서 관측되는 변화되는 모습들에 원인이었음을 말할 수 있게 되었다.” Nature 지에 게재된[1] 그 논문의 저자들 중 한 명은 말하고 있었다. 두 위성들과의 상호 작용(interactions), 특히 그 중에서 더 크고 더 가까이에 있는 위성인 프로메테우스(Prometheus)은 얇은 고리들을 교란하고 있었다. 프로메테우스는 파묻혀 있는 작은 위성들에 격렬함을 유발하여, 더 자주 충돌하도록 하는 원인을 제공하고 있다. 그리고 프로메테우스는 주기적으로 토성 고리를 가까이에서 통과하면서 그 자신이 고리들과 부딪친다.   
    
그 보도에서 생략된 한 가지 이상한 사항은, 이들 과정들이 얼마나 오래 지속될 수 있을까에 관한 평가였다. 칼 머레이(Carl Murray)는 말했다 : ”토성의 F-고리는 태양계에 아마도 가장 특이하고 동적인 고리이다. 그것은 수 시간으로부터 수 년까지 다양한 시간들에 따라 변하는 모습들을 가지고 있는 다중 구조들을 가지고 있다.” 그러나 어떻게 토성의 작은 위성들과 거의 매일 충돌이 일어나고 있는 토성의 한 고리가 수십억 년 동안 유지될 수 있었겠는가? 그 보도에서 어느 누구도 그러한 질문을 하지 않고 있었다.

그러나 원 논문은 이들 과정들이 오랫동안 지속될 수 없었을 것이라고 언급하고 있었다 : ”몇몇 고해상도 사진에서 보여지는 ~1 km 폭의 고리 성분들이 그러한 혼돈된 환경 속에서 어떻게 그러한 오랜 세월 동안 남아있었을 수 있었는지 이해하는 것은 어렵다.” 그들은 말했다. ”그럼에도 불구하고, 그 증거는 고리가 남아있었을 뿐만이 아니라, 심지어 한결같이 나아가기 위해서 어느 정도 완전한 상태로 유지되고 있음을 가리키고 있다. 그 파괴를 막기 위한 유일하고 분명한 메커니즘은 자체중력(self-gravity)과 충돌이다.” 그들은 어떻게 자체중력이 작동될 수 있었는지에 대해서는, 미래 연구원들의 과제로 떠넘기고 있었다.
 
저자들은 고리의 기원에 대한 상한선을 100만 년으로 두고 있었다. 이것은 태양계(토성을 포함)의 나이로 말해지고 있는 45억 년에 비하여 매우 작은(1/4500에 해당하는) 기간이다. 태양계의 오래된 연대 개념을 구조하기 위해, 그들은 100만년 전에 F-고리 부근에서 한 위성이 부서졌다는 것을 가정하거나, F-고리의 부착과 파괴가 절묘하게 균형을 이루어 오늘날까지 유지되고 있다는 것을 가정해야만 했다. 그러나 후자의 제안은 단명하는 고리의 밝기(먼지 오염에 의해서 어두워질 수도 있는)를 고려하지 않았으며, 시간이 지나면서 고리들을 침식시킬 수 있는 다른 파괴적 과정들, 가령 외부물질들의 충돌, 햇빛의 압력 등을 고려하지 않은 것이다.
 
Space.com는 지난 4년 동안 카시니가 발견한 토성의 놀라운 사실들을 다시 보여주고 있었다.

 

[1] Murray et al, 'The determination of the structure of Saturn’s F ring by nearby moonlets,” Nature 453, 739-744 (5 June 2008) | doi:10.1038/nature06999

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멋지다. 이제 우리는 태양계의 나이가 수십억 년이 되지 않았다는 또 하나의 증거를 추가하게 되었다. (엔셀라두스에 관한 지난 기사를 보라. 06/19/2008). 당신은 과학자들이 45억 년이라는 장구한 연대 패러다임을 유지하기 위한 임시변통의 여러 구조 장치들을 고안해내고 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 하나의 개념(수십억 년의 연대)을 유지하기 위해서, 여러 추정들과 가설들이 필요한 이론은 좋은 이론이 아니다. 솔직하고 간결한 해석은, 그 고리들은 그렇게 오래된 나이가 아니라는 것이다. 과학자들은 정직해야할 것이다. 고맙다. 카시니 탐사선이여! 과학적 혁명을 가져올 증거를 또 하나 추가시켜주어서!

 

출처 : Creation-Evolution Headlines, 2008. 7. 2.
URL : http://creationsafaris.com/crev200807.htm#20080702a
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 토성의 위성들은 과학자들을 계속 놀라게 하고 있다. : 레아(Rhea)도 고리를 가지고 있는 듯 (Saturn Moons Continue to Surprise Scientists)
2. 수명이 짧고 젊은 토성의 고리 (Saturn‘s Rings? Short-Lived and Young)
3. 카시니는 토성의 E 고리에서 폭발을 관측했다 (Cassini Watches Explosion in Saturn's E Ring)
4. 토성의 고리를 수십억 년의 연대로 적합 시키기 (Stretching Saturn’s Rings in Time) 
5. 엔셀라두스에서 날아온 토성 E-고리의 산소 기포 (Saturn E-Ring Oxygen Bubble Blown by Enceladus)
6. 동일과정설과 지질주상도 (Uniformitarianism and the Geologic Column)
7. 해왕성 고리의 아크는 아직도 신비이다 (Neptune's Ring Arcs Still Mysterious)
8. 유성체에 폭격당하고 있는 토성의 고리 : 수십억 년의 토성 나이와 조화되지 않는다. (Saturn’s Rings Impacted by Meteoroids)
 
 
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