아래의 사진 속 천체는 태양계 행성 중 하나입니다. 어떤 행성으로 보이나요?
사진 속 행성은 바로, 토성입니다. 그런데 여러분이 알고 있던 토성과는 모습이 많이 다르죠? 이쑤시개를 꽂은 누룽지 사탕처럼 보이기도 하고, 탕후루처럼 보이기도 합니다. 토성은 아름다운 고리가 특징인데… 대체 고리는 어디에 있는 걸까요?
사람들에게 토성을 떠올려보라고 한다면 모두 똑같은 모습을 한 토성을 떠올릴 거예요. 하지만, 달의 모습이 매일 바뀌는 것처럼 토성도 느리지만 매일 조금씩 모습이 바뀌고 있답니다. 위 사진은 2008년부터 2025년까지 토성의 모습을 기록한 것입니다. 훌라우프처럼 동그랗던 고리가 점점 납작하게 눌리며 이쑤시개 같은 모습이 되었죠. 이쯤에서 눈치챘을 겁니다. 고리가 변하는 것이 아니라 고리를 보는 시선 방향이 달라졌다는 것을.
이 신비로운 이쑤시개 토성은 약 15년을 주기로 찾아옵니다. 토성과 지구가 서로 다른 각도로 기울어진 채 태양을 돌고 있기 때문이죠. 지구와 토성의 고리 평면이 정확하게 일직선으로 정렬되는 순간 고리는 이쑤시개처럼 얇아지고, 다시 동그랗게 펴지면서 우리가 아는 토성의 모양으로 돌아가기를 반복한답니다. 2025년 이쑤시개 같았던 고리는 2026년부터 조금씩 펴지기 시작해 본래의 아름다운 모습으로 돌아가고 있는 중입니다.
토성의 고리를 처음으로 관측한 사람은 갈릴레오 갈릴레이입니다. 망원경으로 하늘을 올려다볼 생각을 했던 최초의 천문학자였죠. 그는 망원경 하나로 엄청난 사실들을 밝혀냈습니다. 우주의 중심은 지구라고 믿었던 시대에 지구가 아닌 목성 주변을 도는 위성을 찾아냈고, 뜨거움을 참아가며 태양의 흑점을 관측했고, 금성의 모양이 달처럼 변한다는 사실 등을 발견했죠. 그런데 당대 최고의 관측 천문학자였던 갈릴레이가 밝혀내지 못한 사실이 있었습니다. 바로, 토성의 고리였죠. 토성을 처음 관측한 그의 소감은 이러했습니다.
‘Altissimum planetam tergeminum observavi’
(가장 먼 행성이 세 개로 겹쳐진 것을 관측했다)
가장 먼 행성은 토성을 의미합니다. 당시에는 아직 천왕성과 해왕성이 발견되기 전이라 토성이 가장 먼 행성이었죠. 그런데 세 개로 겹쳐진 것을 관측했다는 건 무슨 말일까요? 갈릴레이가 관측한 토성 양쪽에는 정체를 알 수 없는 ‘팔’ 같은 천체가 달려 있어 총 세 개의 천체를 보았다는 말이었습니다. 토성의 위성이라기에는 너무 컸죠. 그리고 목성 위성처럼 아무런 움직임도 없었습니다. 그런데, 1612년 갈릴레이는 충격적인 기록을 남깁니다. 토성의 양쪽 천체가 사라졌다는 내용이었죠. 하지만 이내 다시 나타난다는 사실을 확인합니다. 위성처럼 빠르게 움직이지도 않으면서 나타났다 사라지기를 반복하는, 토성 양쪽의 두 팔는 무엇이었을까요? 예상하였듯… 토성의 고리였습니다. 갈릴레이에게는 이 수수께끼를 풀지 못한 채 영원히 잠들어버렸지만, 그의 관측 기록을 시작으로 후대에 활발하게 연구되며 토성에는 아름다운 고리가 둘러져 있다는 것이 밝혀질 수 있었습니다.
오는 10월 4일 토성은 ‘충’의 위치에 놓입니다. 충은 태양–지구–행성 순으로 일직선을 이룰 때를 이르는 말입니다. 이 위치에서 토성은 지구와 가장 가까워져 커 보이며 태양의 정반대편에 놓여 가장 밝게 빛나므로, 1년 중 토성을 관측하기 가장 좋은 때랍니다! 밤하늘에서 밝게 빛나는 토성은 해가 진 후 동쪽 하늘에서 떠올라 서쪽 하늘로 질 때까지 밤새도록 관측할 수 있으니 꼭 도전해보세요! 천문대 망원경으로 본다면 토성의 ‘팔’까지 확인할 수 있답니다!
[참고 링크]
https://galileo.library.rice.edu/sci/observations/saturn.html
※ 본 게시물은 어린이천문대 네이버블로그에도 게재되어있습니다.
※ 작성자 : 아스트로캠프 김선형 연구원