캐롤린 포르코와의 토성 여행

행성 과학자 캐롤린 포르코는 토성 탐사선 카시니가 보내온 사진을 통해 토성의 최대 위성 타이탄과 얼음 분출물을 내뿜는 것으로 보이는 위성 엔셀라두스에 대해 소개합니다.

앞으로 18 분 동안, 저는 여러분들과 여행을 떠날겁니다.

저와 여러분이 수년간 해온,

인간이 처음 지구를 떠난 50년 전부터 시작된 여행 말입니다.

그 50 년 동안, 우리는 문자그대로 달에 발자국을 찍었을 뿐만아니라,

무인 우주선을 모든 행성에, 8개의 모든 행성에 보냈습니다.

우리는 소행성에 착륙했고, 혜성과 조우 했으며,

지금 이 시각에도 명왕성으로 가고 있는 우주선이 있는데

명왕성은 예전에는 행성의 지위에 있었죠.

이러한 모든 로봇탐사선의 임무는 인류의 더 큰 여행의 일부입니다.

우리의 우주를 이해하고, 우리의 근원을 이해하는 여행이며

우리의 행성 지구와 거기서 살아가는 우리들이

어떻게 될 것인지 이해하기 위한 여행 말입니다.

그리고 언젠가는 방문하게 될 태양계의 여러 장소에서

이러한 질문에 대한 답을 찾을 수 있을것입니다.

여기 토성이 있습니다. 우리는 이미 토성에 간 적이 있죠.

우리는 1980년대 초에 토성을 방문했었습니다.

카시니 탐사선이 2004년 여름 토성의 궤도로 진입하면서

인류가 태양계에 세운 로봇 전초기지 중

가장 먼 곳이 되었으며, 7년에 걸친 행성간 우주의 탐험으로

토성에 대한 연구는 더욱 깊고

상세해 졌습니다.

토성계는 풍부한 행성계입니다.

그것은 신비로움과 과학적 통찰력, 그리고 비교할 수 없는 화려함을 제공합니다,

그리고 이 행성계의 연구는 커다란 천문학적 목적을 가지고 있습니다.

실제로, 단순히 토성 고리만의 연구로도 나선형 은하라고 불리는,

별들과 가스로 이루어진 원반에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다.

여기 아름다운 안드로메다 은하의 사진이 있습니다.

우리에게 가장 가깝고, 은하수에서 가장 큰 나선형 은하입니다.

그리고 이것은 허블 우주 망원경으로 찍은

아름다운 소용돌이 은하의 합성사진입니다.

결국 토성으로의 방문은 인류의 장대한 여행의 은유임과 동시에

그 일부인 것입니다.

이 여행은 우리를 둘러싼 모든 것들이 어떻게 이어지고 있으며

그 안에서 인류가 어떻게 존재하는가를 이해하기 위한 것입니다.

카시니 탐사선으로부터 배운 것을 모두 보여드리지 못한다는 것이 안타깝군요.

시간이 충분치 않기 때문에 지난 2년 반 동안 우리가 찍은

아름다운 사진들을 모두 보여드릴 수가 없습니다.

그래서 저는 이 대 탐사를

이끄는 도중에 일어났던

가장 흥미로운

두가지 이야기에 집중 할 것입니다.

토성에는 아주 크고 다양한 위성들이 있습니다.

위성들은 고작 수 킬로미터부터 미국을 가로지르는 만큼의 크기도 있습니다.

토성을 찍은 사진들 중 가장 아름다운 것들은

이러한 위성들이 함께 찍힌 것들입니다. 여기 디오네가 토성과 있고,

이것은 위성 엔셀라두스와 함께 찍힌 토성의 가장자리 고리이며,

그것이 얼마나 얇은지 보여줍니다.

토성의 위성 47개 중, 특히 눈에 띄는 두 개의 위성이 있습니다.

타이탄과 엔셀라두스입니다. 타이탄은 토성 최대 위성이며,

카시니가 도착하기 전 까지는

우리 태양계에 마지막으로 남아있던

가장 방대한 미답사 지역이었습니다.

그 실체는 오랫동안 행성을 관찰해 오던 사람의 흥미를 불러일으켰습니다.

행성은 굉장히 크고 두꺼운 대기를 갖고 있으며,

태양계의 어느 곳 보다도 지표면 환경이

우리 지구의 환경과 유사하거나

적어도 과거에 그랬을 것이라고 믿었습니다.

대기의 대부분은 여러분이 이 방에서 숨쉬고 있는 공기와 마찬가지로 질소 분자로 구성되어 있습니다.

다른점이라면 그 대기중에는

단순한 유기물인 메탄과 프로판, 에탄을 포함하고 있다는 것이지요.

이 분자들은 타이탄 대기 높이 올라가

결합이 깨지고, 깨진 것들이 합쳐지면서 희뿌연 미립자가 됩니다.

이 옅은 안개는 어디에나 있고 타이탄을 완전히 둘러 싸고 있습니다.

이 때문에 우리가 눈에 보이는 빛의 영역만으로는

직접 행성의 표면을 관찰할 수 없습니다.

우리는 카시니 탐사선이 도착하기 전까지는

이러한 안개 입자들이 수십억년에 걸쳐 지표에 쌓이면서

두꺼운 유기 침전물을 형성 했을 것이라고

추측했습니다.

그래서 타르, 석유 비슷한 것이 타이탄에 있을거라 생각했습니다. 그것이 무엇인지 몰랐지만,

우리가 추측한 것과 같았습니다.

분자들, 특히 메탄과 에탄의 분자들은 타이탄의 표면 온도에서는 액체가 됩니다.

그 말은 메탄이 타이탄에서 지구의 물과 같은 존재란 것입니다.

그것은 대기 중에서 응축가능한 상태로 존재하며

이러한 상황을 고려해 보면 꽤나 기괴한 세계가

존재할 가능성도 생각할 수 있습니다. 메탄 구름이 있을 수 있죠.

그리고 그 구름들 위에 햇빛이 표면에 도달하는 것을 완전히 차단하는

수백 km 두께의 안개가 끼여 있습니다.

지표의 온도는 약 섭씨 영하 210도 정도 됩니다.

하지만 그러한 추위에도 불구하고 타이탄의 표면에는 비가 내립니다.

지구와 마찬가지로 타이탄에서도 비가 오면

골짜기가 만들어지고, 강이 흐르고, 홍수도 발생 합니다. 비는 협곡도 만들고, 분지나 크레이터에 저수지를 형성하기도 합니다.

높은 산봉우리나 언덕의 진흙을 저지대로

씻어 내리기도 합니다. 이제 생각해 보세요.

타이탄의 표면이 어떤 모습일지 상상해 보시기 바랍니다.

어둡습니다. 타이탄에선 한낮이라도 지구에서의 해질녘 어둠보다도 깜깜합니다.

춥고, 섬뜩하고, 안개가 끼어 있으며

비가 오고 있을것입니다.

페인트 시너로 가득찬 미시간 호숫가에 여러분이 서 있다고 상상을 해 보십시요.

이게 카시니 탐사선이 타이탄에 도착하기 전 까지 우리가 가지고 있던 생각이었습니다.

이제 타이탄에 관하여 발견하게 된 것을 이야기하겠습니다. 자세하게 말하자면 조금 다른 이야기입니다만

상당히 매력적인 것이라는 건 틀림 없습니다.

저희 카시니 프로젝트 연구원들에게 그건

마치 쥴 베른 어드벤처(공상과학 TV시리즈) 가 현실이 된 것 같았죠.

제가 이야기했듯이 두껍고 넓은 대기를 가지고 있습니다.

태양을 등진 타이탄의 사진입니다. 아름다운 링을 배경으로 하고 있습니다.

그리고 또다른 위성이 있습니다.

그게 어떤 위성인지는 모릅니다. 꽤나 대기가 두껍거든요.

카시니에는 이 대기를 뚫고 지표를 관측할 수 있는

장치가 달려 있습니다. 이 카메라가 그 장치 중 하나이지요.

우리는 이러한 사진을 하나 찍었습니다.

밝고 어두운 지역이 있습니다. 촬영 가능한 범위내에서 찍은거죠.

이 사진은 꽤나 어리둥절하게 만들었습니다. 도대체 이게 뭔지 모르겠더군요.

이 지역을 좀 더 가까이서 보면 굽이치는 수로와 같은 것을

볼 수 있습니만 자세히는 몰랐습니다. 둥글둥글한 것도 보이고요.

이건 나중에 크레이터로 밝혀졌습니다.

그러나 타이탄에는 거의 크레이터가 존재하지 않습니다.

즉 아주 젋은 지표라는 의미이지요.

그리고 지각변동으로 보이는 특징들 또한 발견되었습니다.

그것들은 잡아당겨져 갈라진 듯 했습니다.

행성에 선형의 구조가 존재한다면

그건 단층과 같은 균열이 있었다는 의미가 됩니다.

즉 지질학적인 변동이 있었다는 이야기죠.

이 사진을 이해하게 된 것은

궤도상에 올라가고서 6개월이 지난 후였습니다.

그리고 많은 이들이 카시니 탐사선의

타이탄 조사임무중 하이라이트라고 손꼽는 일이 발생했습니다.

그것은 호이겐스 관측선을 보낸 것이었습니다.

유럽에서 만들어진 호이겐스 관측선은 카시니 탐사선이

7년간 태양계를 가로질러 옮겨 간 것이었습니다. 우리는 호이겐스를 타이탄의 대기로 내려보냈죠.

탐사선은 두시간 반 동안 내려가 지표면에 착륙했습니다.

저는 이게 얼마나 중요한 사건인지 강조하고 싶습니다.

이것은 인간이 만든 장비가

인류 역사 최초로 태양계의 외행성계에 착륙한 것입니다.

제게 이것은 정말 중요한 사건이며

유럽과 미국 모든 도시에서 성대한 퍼레이드라도 벌이면서

축하해야 할 일이라고 생각합니다.

불행히도 그러지는 못했지만요.

(웃음)

다른 이유에서도 중요한 의미를 가집니다. 국제적인 미션이었거든요.

유럽에서, 독일에서 축하를 받은 사건이었으며

축하 행사는 영국인의 영어와 미국인의 영어와

독일과 프랑스와 이탈리아와 네덜란드의 언어로 발표 되었죠.

그거야말로 '국제 연합'이라는 단어의

진정한 의미를 나타내는 살아있는 증거였죠.

거대한 이익을 위한 힘을 합하여 노력한 진정한 국가간의 연합이었던 것이죠.

이 경우는 행성을 탐험하고 또 행성계를 이해하기 위한

상당히 커다란 사업이었죠.

이제까지 인간 역사에서 한번도 가 보지 못한 곳을

이제는 가 볼 수 있게 되었습니다.

때문에 이 일에 대해 이야기 하는 것 만으로도 소름이 돋을 정도로

이건 대단한 가슴벅찬 사건으로

개인적으로 제가 절대 잊을수 없을 것이며 여러분 또한 그럴것이라 생각합니다.

(박수)

어쨌든 탐사선이 내려가는 동안 대기를 측정하였으며

파노라마 사진도 찍었습니다.

첫 사진에서 본 것을 말만 가지고는 이야기 할 수 없군요.

관측선에서 내려다 본 타이탄의 지표 사진이 이것입니다.

충격적인 사진이었습니다. 왜냐하면 우리가 궤도상에서 사진을 찍으며

기대했던 것들이 있었거든요.

명확한 지질학적 패턴이 보입니다.

이것은 덴드라이트 수로 패턴으로 액체의 흐름으로만 형성될 수 있는 패턴입니다.

이러한 수로들을 뒤따라가면

한곳에 모이는 것을 볼 수 있습니다.

이 수로로 모여들어서, 이 지역으로 흘러들어갑니다.

여러분은 해안선을 보고 계십니다.

액체의 해안선인지는 잘 몰랐지만

어쨌거나 무언가의 해안선입니다.

이 사진은 16km 상공에서 찍은 것입니다.

이 사진은 8km상공에서 찍은것이고요. 아시겠죠? 이건 해안선입니다.

16km, 8km. 이건 대략 비행기 고도와 비슷하죠.

여러분이 미국을 횡단하는 비행기를 타신다면

대략 그정도 높이의 고도를 날게 될겁니다.

즉, 여러분이 타이탄 항공을 이용하여 타이탄 표면을 날게 된다면

이러한 풍경이 창 밖으로 보일 것입니다. (웃음)

마지막으로 탐사선은 표면에 안착하였습니다.

신사숙녀 여러분, 이제부터 보여드릴 것은

태양계 외행성의 위성 표면에서 찍은 첫번째 사진입니다.

여기가 수평선입니다. 보이시죠?

얼음으로 된 자갈이 보입니다. 그렇죠?

(박수)

관측선은 이 평평하고 어두운 지역중 한 군데에 내렸습니다.

하지만 가라앉거나 하지 않았죠. 즉 착륙한 곳이 액체는 아니라는 겁니다.

탐사선이 착륙한 곳은

타이탄의 갯벌 같은 곳입니다.

이것은 액체 메탄이 퍼져 있는 무른 땅입니다.

아마도 이 물질들은 타이탄의 고지대에서

씻겨내려온것들로 보입니다.

우리가 봤던 수로를 통해서 말이죠.

수십억년간 분지의 저지대를 채웠을 겁니다.

거기에 호이겐스 관측선이 착륙한거죠.

그러나 우리가 찍은 사진이나 심지어 호이겐스 관측선이 찍은 사진에는

아무리 봐도 넓게 펼쳐진 액체의 징후 같은건 없었습니다.

대체 어디로 사라진 걸까요? 심지어 모래언덕까지 발견하게 되자 의문이 더 깊어졌습니다.

네, 이것이 타이탄의 적도 지역을 촬영한 영상입니다.

이러한 모래 언덕들이 보이죠. 이 모래언덕들의 높이는 100미터정도 되고

불과 몇 킬로미터 간격으로 떨어져 있습니다.

그리고 상당한 거리에 걸쳐 계속 이어져 있죠.

수백마일에서 1000마일, 혹은 1200마일에 걸쳐 모래 언덕이 펼져져 있습니다.

타이탄의 사하라 사막이죠.

여긴 확실히 매우 건조한 지역입니다. 아니라면 모래언덕이 있을수 없죠.

다시 정리하면, 액체의 존재를 발견할 수 없어서 어리둥절 했습니다.

극지방에서 마침내 호수를 발견하기 전 까지는 말이죠.

타이탄 남극에 있는 호수의 풍경입니다.

온타리오 호의 크기와 비슷합니다.

그리고 딱 한주 반 전에

타이탄의 북극으로 날아가서 발견한 것이 있습니다.

우리는 카스피 해와 비슷한 크기의 어떤 지형물을 발견했죠.

즉 그 액체들은 우리가 알지 못하는 어떤 이유로 인해

적어도 이 계절동안에는 극지방에 존재한다는 거죠.

타이탄은 주목할 만하고, 신비스러운 곳이라는 점에

여러분은 동의하실겁니다. 독특하며, 이질적이지만, 이상하게도 지구와 닮았으며

지구와 같은 지리적 구조를 가지고 있죠.

엄청나게 멀리 떨어져 있지만

복잡함과 풍부함에 있어서 비견될 만한 곳이

지구 외에는 없는 매혹적인 세계입니다.

네, 이제 계속해서 엔셀라두스로 가 보죠. 엔셀라두스는 작은 위성입니다.

타이탄 크기의 1/10에 불과합니다. 영국 옆에 가져다 놓아 볼까요.

그냥 크기를 보자는 것 뿐입니다. 충돌시키려는게 아니에요.

(웃음)

엔셀라두스는 매우 하얗습니다. 또 매우 밝지요.

표면은 균열들로 인해 갈라져 있습니다.

지질학적으로 활발한 지형이지요.

하지만 엔셀라두스에서의 가장 주요한 발견은

남극에서 이루어졌습니다. 여기서 남극을 볼 수 있는데요

이러한 균열들이 있는 지형을 볼 수 있습니다.

이 균열들은 구성물질이 다르기 때문에 다른 색깔을 띄고 있습니다.

이것들은 코팅이 된 것입니다. 이 균열들은 유기물들로 코팅이 되어 있죠.

게다가 이 남극지역은 전체적으로 높은 온도를 기록하고 있습니다.

행성의 본체에서 가장 뜨거운 지역입니다.

이것은 지구에서 남극이 열대지방보다 더 더운것 만큼이나 이상한 일입니다.

또한 다른 사진들을 찍었을때 우리는

얼음 입자들의 분출물을 수백마일 밖의 우주 공간으로 뿜어내고 있는

균열을 발견했습니다.

옅은 부분도 알 수 있도록 사진의 색을 바꿔본 결과

우리는 이 분출물이 물기둥이라는 것을 알게 되었습니다.

다른 사진에서는 지표로부터 상공을 향하여 수천마일이나

뿜어올리고 있었습니다.

저는 우리 팀원들과 사진을 검토하고

카시니 탐사선으로부터 얻어낸 다른 정보들도 검토한 결과

우리는 이러한 분출물이 엔셀라두스의 지하에 있는

액체 물주머니에서 뿜어져 나오는것이라고

결론지었습니다.

즉 액체상태의 물과 유기물과 충분히 뜨거운 열이 존재할 수 있을겁니다.

다시말하면 우리가 우연히도

현대 행성 탐험에서 성배를 발견한것이나 다름없는다는 것입니다.

즉 살아있는 유기체에게 잠재적으로 적합한 환경이라는 것입니다.

엔셀라두스이건 어디건간에

우리 태양계의 어딘가에서

생명체를 발견하게 된다면

문화적, 과학적으로 커다란 의미를 갖게 될 거라는걸 굳이 말할 필요가 없을 것입니다.

왜냐하면 만약 우리가 우리 태양계 내에서 생명의 기원이 한번이 아니라

독립적으로 두번 일어났다는 사실을 증명할 수 있다면,

그렇다면 137억년이나 되는 우주 역사에서

몇번이라도 생명은 태어날 수 있는 거라고 추론할 수 있기 때문입니다.

현재로서는 오직 지구만이 유일하게 생명을 품은 행성으로 알려져 있습니다.

소중하고 또 유일한 것이지요.

현재까지 우리가 알고있는 단 하나의 터전입니다.

1960년대를 겪어보신 분이 계시다면,

겪어보지 못하셨더라도 상관 없습니다만,

아폴로 8호의 승무원이 찍은

이 유명한 사진을 기억하실겁니다.

처음으로 우주에서 촬영된 지구의 사진이며

우주에서의 우리의 위치에 대한 생각과

우리의 행성에 대한 책임감에 커다란 영향을 주었습니다.

그리고 우리는 카시니 탐사선으로도 똑같이

처음으로 한번도 인간이 보지 못했던 곳의 사진을 찍었습니다.

이것은 토성의 반대편에서 바라본 태양의 개기일식입니다.

말할 수 없이 아름다운 장면입니다.

고리가 태양을 등진 채 빛나고 있으며

굴절된 태양의 모습을 볼 수 있습니다.

그리고 여러분은 엔셀라두스의 분출에 의해

이 고리가 생성되고 있음을 보실 수 있습니다.

하지만 그정도로는 충분치 않다는 듯한, 이 아름다운 사진에 주목해 주십시요.

우리의 행성이 보이고

토성 고리의 팔 안에 안겨 있습니다.

우리 자신을 아득히 먼 곳에서 바라보는것은

깊은 감동을 안겨 줍니다.

푸른 바다로 둘러싸인 작은 우리의 행성을

다른 세계의 하늘에서 바라보고 있는 것입니다.

그로부터 얻어낸 우리 자신에 대한 관점이야말로

아마도 반세기 전 부터 시작한 탐사 여행에서 얻을 수 있었던

가장 멋진 선물일지도 모릅니다.

대단히 감사합니다.

(박수)