2006년 02월 15일
토성의 표층 명명법
개스 행성인 토성은 목성과 마찬가지로 지표가 없어 그저 두터운 대기의 표층을 볼 수 있을 뿐입니다. 여기에는 밝은 Zone과 어두운 Belt가 있으며 이들의 위치(즉 위도)에 따라 자전 속도가 다르다는 것은 목성의 경우와 같습니다만, 토성에서 좀더 격차가 큽니다 - 적도 부근이 고위도 지방에 비해 거의 1시간이나 더 빨리 1회 자전합니다. 토성은 태양계 내에서 가장 심하게 짜부러진 (위아래로 눌린) 모양새의 본체를 갖고 있는 행성으로 가로/세로 비율이 11:10 으로 되어있습니다 (목성은 15:16).
망원경으로 들여다 보면 토성의 표층에는 목성에서와 달리 딱히 선명히 분해되어 보이는 구조가 별로 없습니다 - 이 때문에 토성이 과연 자전을 하고는 있는건지 불분명해 보일 때도 있습니다. 이렇게 표면 구조의 디테일이 열악한 이유는 토성이 목성에 비해 훨씬 더 멀리 떨어져 있어 시직경이 작기 때문도 있겠고, 실제로도 목성보다 열 대류 현상의 활성도가 미미하여 색조의 극적인 변화 또한 없기 때문일 수 있겠습니다. 토성 대기의 밝은 안개층이 컨트라스트를 떨어뜨리는 것도 한 원인으로 되어 있습니다. 그래도 적도에 인접한 저위도 지역에서는 예기치 않게 출몰하는 거대한 백반이나 난원형 구조(oval)가 관측되기도 합니다 - 시간을 두고 꾸준히 관측해 나가면서 그 변화 양상을 확인하는 과정도 흥미로울 것입니다.
비교적 소구경의 망원경으로도 토성 본체의 적도 부근을 횡으로 가로지르는 희멀건한 띠를 확인할 수 있는데 이것이 Equatorial Zone(위 그림에서 EZ)입니다. 1964년에 Equatorial Zone이 평소보다 어둡게 관측되었다는 기록이 있습니다. Equatorial Zone에 인접한 Equatorial Belt(위 그림에서 SEB)에는 종종 주름과 같은 굴곡이 생기면서 역동적인 모양새를 만들기도 합니다.
그 다음으로 눈에 잘 띠는 구조는 북반구/남반구에 하나씩 위치한 밝은 띠인 Tropical Zone(위 그림에서 STrZ)입니다. Tropical Zone은 적도 방향으로는 얇고 어두운 Equatorial Belt에 의해 Equatorial Zone과 나뉘어지고, 반대로 고위도 방향으로는 역시 얇고 어두운 Temperate Belt(위 그림에서 STeB)에 의해 Temperate Zone(위 그림에서 STeZ)과 분리됩니다. 이처럼 Tropical Zone을 상하로 구분짓는 Belt들이 매우 얅고 희미하기 때문에 작은 망원경으로는 잘 구분되어 보이지 않습니다. 양극지방(위 그림에서 SPC)은 대체로 어둡습니다만 지난 1963년에는 South Polar Region이 밝아져서 거의 Equatorial Zone에 필적했다는 기록도 있습니다.
얇은 Belt들의 경우 전에 없던 지역에서 수시로 생겨났다가 없어지는 경우가 보고되고 있습니다. North Equatorial Zone과 South Equatorial Zone의 사이를 사다리처럼 잇는 얇은 festoon 구조도 보일 때가 있으며 (목성에서의 그것처럼 확연하지는 않습니다만), 그 반대 방향으로 (즉 Equatorial Zone에서 비롯되어 좀더 고위도 지역으로) 뻗어나가는 festoon 또한 흔히 발견됩니다 - 이 경우 백반(white spot)과 동반되는 경우가 흔한 것으로 되어 있습니다.
토성의 표층에서 백반이나 난원형 구조를 발견하였을 때 그 출현 사실을 사진이나 스케치 등으로 공식 발표하려면 해당 구조의 대략적인 central meridian transit time을 함께 기술해 넣는 것이 필수라 할 수 있겠습니다. 그 방법에 대해서는 추후 별도로 이야기하겠습니다.
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2006년 2월 15일 19시 14분 00초, albireo에 의해 작성됨
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2006년 02월 14일
토성, 무엇을 볼 것인가
아마튜어 천문가들에게 밤하늘에서 가장 아름다운 천체가 무엇이냐고 물으면 다수가 토성이라 답할 것입니다 - 사실 토성을 보고 감동하여 아마튜어 천문의 길로 들어선 사람도 많을 것입니다. 평생 만화에서만 보아 왔던 고리 행성의 실제 모습을 보고 있노라면 돌연 숨을 멈추게 됩니다.
하지만 토성이 마냥 잘 보이는 것만은 아닙니다. 그리 크지 않은 대상으로서 아무리 좋은 조건에서도 본체의 시직경은 21초각을 넘기지 못합니다. 토성의 고리가 본체보다 2.25배 더 크다고는 하지만 고리까지 포함시켜도 목성이 제일 잘 보일 때 보다 작습니다. 토성 본체의 크기는 목성의 1/6에 지나지 않습니다. 작다고 무작정 배율을 높히다 보면 희멀건 덩어리만 보일 뿐입니다. 토성은 밤하늘의 보석에 비유되는 매혹적인 대상이지만 작다는 것은 부정할 수 없습니다. 그래도 고품질의 4인치 이상급 망원경과 인내, 시간의 투자가 있다면 생각보다 꽤 많은 것을 볼 수 있습니다.
작은 망원경으로도 25배 정도의 배율이면 토성의 고리를 알아차릴 수 있습니다. 괜찮은 품질의 3인치급 망원경으로 50배 정도면 고리와 본체가 분리되어 보이기 시작합니다. 토성은 밤하늘에서 가장 입체적으로 보이는 대상으로 꼽힙니다. 본체의 정중앙에 비해 가장자리가 좀더 어두워 보이므로서 단순한 원반이 아니라 입체적인 구의 모양새를 하고 있습니다. 더군다나 토성의 본체가 고리에 드리우는 그림자, 역으로 고리가 토성의 본체에 드리우는 그림자 역시 이와 같은 입체적 형상에 기여합니다.
시상이 좋다면 작은 망원경으로도 고리의 세부구조를 볼 수 있습니다. 가장 쉽게 띄는 것은 A와 B고리를 나누는 Cassini 간극입니다. 이는 대기의 안정도나 광학계의 품질을 가늠하는 기준으로 애용되곤 합니다. 바깥쪽 A고리가 안쪽 B고리에 비해 더 어둡게 보입니다. A/B고리 모두 Cassini 간극과 맞닿은 부위에서 제일 밝은 색조를 띱니다. 본체에서 어두운 belt와 밝은 zone을 구별해 볼 수 있습니다만 목성의 그것에 비하면 무척 애매합니다. 토성의 많은 위성들 가운데 Titan은 2인치급 망원경으로도 볼 수 있으며, 10인치 망원경으로는 6개 정도까지도 보입니다.
시상이 좋은 날, 6~8인치 이상급 고품질 망원경을 사용하면 고리를 좀더 깊숙히 들여다 볼 수 있습니다. A고리의 외곽으로 얇은 Encke 간극을 볼 수 있고 이는 고급 광학계의 익스트림 테스트 용도로 활용되는 대상입니다. 이 밖에도 회색빛을 띄는 다수의 얇은 간극들을 볼 수 있는데, A.L.P.O.의 토성 파트장인 Julius Benton씨의 주장에 따르면 대형 망원경으로 최대 12개의 간극들을 관측할 수 있었다고 합니다. C(Crepe)고리는 어찌보면 쉬우면서도 동시에 어려운 대상입니다. B고리 안쪽의 반투명한 부분인데 아무것도 없어 보이지만 때로는 고리가 드리운 그림자를 확인하므로서 그 존재를 알아차릴 수 있습니다.
토성 본체의 belt와 zone의 변화 양상은 꾸준한 관측을 통해서만 알아차릴 수 있습니다 - 물론 망원경이 좀더 대구경이고 고품질이라면 좋을 것입니다. belt와 zone 사이에서 종종 반점들이 관측됩니다. 메이저급의 백반은 대략 매 30년(즉 1 토성년)마다 한번씩 모습을 드러냅니다. 이보다 어두운 반점들은 보다 자주 출몰합니다. 토성의 자전 속도는 적도 부근이 10시간 14분, 좀더 고위도 지역은 10시간 38분이므로 이를 참고하므로서 표면 반점이 다시 보이게 될 시점을 예측할 수 있습니다.
토성 표면의 색조 변화를 알아차리기는 쉽지 않습니다. 가장 좋은 방법은 적색, 녹색, 청색 필터를 이용해서 보았을 때 각각의 경우에 있어 상대적 밝기의 차이를 통해 가늠하는 것입니다. 대체로 황색 필터를 통해 보면 토성상이 좀더 샤프하게 보이는데 이는 스펙트럼 양쪽 끝에서의 대기 난류의 정도 차이를 좁히기 때문일 것입니다. 밝은 녹색 필터는 토성의 belt와 zone들의 컨트라스트를 보다 높혀줄 것입니다.
토성의 관측에 대해 좀더 자세한 정보를 얻고자 하면 A.L.P.O.의 토성 섹션을 방문해 보시기 바랍니다.
An Onserving Guide to Saturn, Alan M. MacRobert, Sky & Telescope, 2006.
2006년 2월 14일 19시 59분 01초, albireo에 의해 작성됨
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