토성 북극의 ‘육각형’ 대기 구조에 이어 남극에서는 10개의 변을 가진 거대한 대기파가 관측됐다.

미국 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터는 24일 공식 X 계정을 통해 허블우주망원경이 토성 남극에서 변화하고 있는 10각형 형태의 대기파를 포착했다고 소개했다.

NASA가 이달 공개한 연구 결과에 따르면 이번에 확인된 구조는 토성 남극을 둘러싼 거대한 10각형 대기파로, 토성 남반구에서 이처럼 크고 규칙적인 다각형 형태의 제트기류 패턴이 관측된 것은 처음이다.

토성 북극에는 이미 유명한 육각형 구조가 존재한다. 보이저 탐사선 관측을 통해 알려진 이 구조는 강한 제트기류가 만들어내는 거대한 파동 형태로, 40년 넘게 관측되고 있다. NASA에 따르면 북극 육각형은 약 3만㎞ 규모에 이른다.

이번에 발견된 남극의 10각형 구조는 북극 육각형과 외형적으로 닮았지만 동일한 현상이라고 단정할 수는 없다. NASA는 두 구조 사이에 뚜렷한 차이가 있어 과학자들이 토성에서 새로운 대기 현상이 발달하는 과정을 관측하고 있을 가능성이 있다고 설명했다.

연구진은 허블우주망원경이 2023년 이후 촬영한 관측 자료를 분석해 10각형 구조의 초기 흔적을 확인했다. 이후 시간이 지나면서 패턴이 더욱 뚜렷해진 것으로 나타났다. 해당 관측은 허블이 10년 넘게 외행성의 대기를 매년 관찰해 온 ‘외행성 대기 유산(OPAL·Outer Planet Atmospheres Legacy)’ 프로그램을 통해 이뤄졌다.

10각형 대기파는 토성의 강력한 제트기류 가운데 하나에 자리 잡고 있으며 중심 위치는 남위 약 63도다. 여러 파장의 허블 관측 결과 이 구조는 특정 구름층에만 나타나는 현상이 아니라 서로 다른 고도의 대기층에 걸쳐 형성된 것으로 분석됐다.

연구에 참여한 에이미 사이먼 NASA 고다드우주비행센터 연구원은 토성 남반구에서 이와 같은 구조는 이전에 관측된 적이 없다며, 북극의 육각형과 달리 남극의 구조는 최근 강화되고 있는 것으로 보인다고 설명했다. 이에 따라 거대한 행성 대기 패턴이 발달하는 과정을 직접 관찰할 수 있는 기회가 될 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.

과학자들은 특히 이 구조가 비교적 최근에 나타난 이유에 주목하고 있다. 토성의 남북 제트기류가 대체로 대칭적인 특성을 보이는 만큼 연구진은 과거부터 남극에서도 북극 육각형과 비슷한 구조가 존재하는지를 조사해 왔다.

그러나 2004년부터 2017년까지 토성을 공전하며 관측했던 카시니 탐사선 자료에서는 장기간 유지되는 남극의 다각형 구조가 확인되지 않았다. 허블 자료에서는 2023년까지 거슬러 올라가는 10각형 구조의 흔적이 확인됐다.

NASA는 앞으로 허블우주망원경과 제임스웹우주망원경의 추가 관측, 컴퓨터 모델 분석 등을 통해 남극 10각형 구조가 어떻게 형성됐는지, 얼마나 오랫동안 유지될지 등을 연구할 계획이다.