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토성의 위성 타이탄서 메탄 호수 발견 (Eng)


미국 과학자들은 태양계에서 두번째로 큰 행성인 토성의 최대 위성, 타이탄 (Titan)에서 호수들을 발견했습니다. 하지만 호수들은 물 대신 메탄으로 채워져있습니다. 탄화수소인 메탄은 빗물이 지구에 내리는 것 처럼 타이탄에 내리는 것으로 알려졌습니다.

타이탄은 태양계에서 두번째로 큰 위성으로 주요 대기 성분은 메탄입니다. 과학자들은 이런 타이탄의 색다른 대기는 지구에 산소가 풍부해지기 이전인 지구초기의 대기와 비슷하다면서 관심을 가져왔습니다. 타이탄의 대기에는 메탄 성분이 많다는 점에서 과학자들은 오랫동안 타이탄에 메탄 호수나 대양이 있는지 연구해왔습니다. 그러나 타이탄은 지금까지 짙은 메탄 안개에 가려있었습니다.

그런데 미국 메릴랜드주에 소재한 프록시미 리서치(Proxemy Research)의 행성학자 엘렌 스토판 (Ellen Stofan) 박사가 이끈 이 연구소와 런던대학교 UCL (University College, London)의 과학자들은 마침내 해답을 찾았습니다. 스토판 박사팀은 미 항공우주국 나사의 토성 탐사선 카시니(Cassini)호가 지난해 7월 토성 북극 지역에서 레이더로 촬영한 사진들에서 호수의 모습을 발견했습니다.

스토판 박사는 토성에는 75개가 넘는 호수들이 널려있다며 이 가운데 몇 개는 규모가 상당하고 호수들의 직경은 3 킬로미터에서 70 킬로미터 사이라고 말합니다.

스토판 박사는 호수들에 비춰진 카시니호의 레이더 광선이 반사되는 모습을 보고 이들이 호수임을 확신합니다. 과학자들은 촬영된 검은 얼룩 모양들에서 나오는 낮은 반사율은 액체나 돌, 또는 얼음으로 채워진 매끈한 표면을 나타낸다고 과학전문지 ‘네이처’에서 발표했습니다. 스토판 박사는 그러나 다른 특징들로 보아 액체일 가능성이 높다고 말합니다.

스토판 박사는 토성의 호수는 지구의 호수와 닮았다고 말합니다. 지구의 강이 호수에 연결돼 있듯이 토성의 호수에도 수로가 연결돼 있고, 그밖에도 형태와 해안선 등, 지질학적 특징들이 실제로 유사하다고 그녀는 설명합니다.

지구에서 가스상태인 메탄은 타이탄에서는 액체상태입니다. 메탄은 태양으로 부터 너무 멀리 떨어진 타이탄 표면의 낮은 온도에서는 액화되기 때문입니다. 프랑스 낭뜨 대학교의 천체물리학자 크리스토프 소틴 (Christophe Sotin) 박사는 이번 연구결과는 토성의 메탄이 지구의 물과 같은 역할을 한다는 점을 입증한다고 이번 논문에서 밝혔습니다.

엘렌 스토판 박사는 타이탄은 지구를 제외하고 태양계에서 유일하게 지구와 같은 활동적인 액체순환을 가지고 있다고 지적합니다. 액체는 타이탄의 표면에서 증발해 증기는 결국 액화되어 강우는 호수를 채우게되는 것입니다.

스토판 박사는 화성에도 과거에는 이같은 액체순환 과정이 이뤄졌겠지만 타이탄은 지금 일어나고 있다고 말합니다. 스토판 박사는 과학자들은 지금까지 기후와 액체순환의 연구 대상으로는 지구밖에 없어서 이해의 폭이 제한돼있었기 때문에 타이탄에 호수가 발견됐다는 것은 과학적인 관점에서 매우 고무적이라고 설명합니다. 따라서 장기적으로 타이탄의 기후와 물의 형태들이 진화하는 과정을 이해하는데 도움이 될 것이라고 그녀는 덧붙입니다.

낭뜨 대학교의 크리스토프 소틴 박사는 타이탄보다 동적인 유일한 행성은 지구라며 지구와 타이탄은 둘다 비슷한 과정들로 형성됐다고 말합니다.

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U.S. scientists have found lakes on the largest moon on the second largest planet in our solar system, Saturn. But these are not lakes of water on the moon Titan. Instead, they are beds of methane, a hydrocarbon that apparently rains on Titan as water does on Earth. VOA's David McAlary reports.

Titan is the solar system's second largest moon and is of interest to scientists because they think its exotic atmosphere - rich in methane - is like that of the early Earth before oxygen became abundant.

Because methane dominates the moon's atmosphere, scientists have long wondered whether it has lakes or oceans of methane, but the dense methane haze surrounding it has hidden it from view.

Now, a team of investigators led by Ellen Stofan of Proxemy Research in Maryland and University College, London has an answer. It is based on radar images of Titan's northern hemisphere taken last July by the U.S. space agency's Cassini satellite.

"There were just lakes everywhere," she said. "We detected a whole lot of lakes, in fact over 75 lakes, and some of them quite substantial in size."

Stofan says Titan's lakes range in diameter from three to 70 kilometers.

How can she be sure they are lakes? Part of the answer comes from the way Cassini's radar beams reflected back from them. The researchers report in the journal Nature that the low reflectivity from these patches indicates a smooth surface, suggesting they are made of liquid, rock or ice. But Stofan says additional features favor the notion that they are liquid.

"They look very similar to lakes on Earth," she said. "They have channels feeding into them, just like you have rivers feeding into lakes on the Earth. The shapes of them, their shorelines, all of those geologic aspects of the lakes are actually very familiar."

Methane is a liquid on Titan because the moon is so frigid that what is a gas here on Earth condenses so far away from the Sun.

In a commentary accompanying the study, astrophysicist Christophe Sotin of the University of Nantes in France writes that the findings provide further strong evidence that methane plays the same role on Saturn's moon as water does on Earth.

Ellen Stofan points out that Titan is the only other body in the solar system known to have an active liquid cycle like Earth's. The liquid evaporates from the surface, the vapor eventually condenses, and rainfall replenishes the bodies of water.

"Obviously at some point in the past, Mars had that, but on Titan, it is happening right now, and that is extremely exciting from a scientific point of view because our ability to study climate and our ability to understand how these cycles work - if we only had the Earth to study, we can only have a limited understanding," she said. "So I think in the long run understanding how climates evolve, how bodies evolve, Titan has an awful lot to tell us."

Christophe Sotin at the University of Nantes writes that Earth is the only planetary body known to be more dynamic than Titan. He says similar processes have shaped them.

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