토성 위성에 패크맨 모양으로 나타나는 열 분포차

 

 

 

 

NASA의 카시니호 미션에 동참하고 있는 과학자들이 토성의 위성들에서 1980년대 비디오 게임의 아이콘인 '패크맨'을 닮은 두 개의 형상을 잡아냈다. 

 

그 중 하나는 이미 2010년 미마스에서 관측된 바 있는데 최근에는 테티스에서도 동일한 현상이 관측되었다. 

이 패턴은 카시니호가 적외선분광계를 통해 얻은 열 분포양상에서 나타나고 있으며 여기서 좀더 높은 온도를 가진 지역이 패크맨 모양을 만들어내고 있었다. 

 

과학자들이 테티스에서 이 패크맨 모양의 데이터를 얻어낸 것은 2011년 9월 14일이었다. 

패크맨 모양의 입 안쪽에 해당하는 곳의 낮기온은 주변에 비해 52도 정도 낮은온도를 보이고 있었다. 

가장 온도가 높은 지역은 영하 184도(90K)를 기록했다. 

 

이에 반해 미마스의 패크맨 모양은 2010년 2월 13일에 얻은 데이터이다.

 

테티스에서 가장 높게 나타나는 온도는 미마스에서 가장 높은 온도를 보이는 곳 보다 아주 약간 낮은 온도를 보인다.

(대략 영하 178도(절대온도 95K))

 

일련의 사진중 하나에는 양 위성에서 가장 높은 온도를 보이는 곳이 하얀색으로 표시되어 있는데, 미마스의 경우 영하 178도, 테티스의 경우 영하 184도이다. 

다른 버전의 사진에서는 두 개 위성의 하얀색은 모두 영하 178도를 가리키고 있는데 이는 테티스에 미묘한 온도진폭이 존재함을 가리킨다. 

 

미마스와 달리 테티스의 패크맨 모양 패턴에서는 표면에 미묘하게 검은색 렌즈모양 지역이 있음을 볼 수 있다. 

이 밝기의 진폭이 처음으로 알려진것은 1980년 NASA의 보이저호가 이곳을 통과할 때였다. 

(이 지역에 대한 보다 선명한 사진은 다음을 참고 : http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01392))

 

과학자들은 토성의 위성에서 보이는 이와 같은 패크맨 모양의 열분포는 토성을 향하고 있는 토성 위성의 저위도지역에 고에너지 전자들이 충돌하면서 다소 성긴 표면을 딱딱하게 얼음이 쌓여 있는 지형으로 변화시키면서 만들어졌을 것이라고 추측하고 있다. 

 

결국 이렇게 변경된 표면은 다른 곳과 비교할 때, 태양빛에 빨리 데워지지 않거나 밤에 빨리 식지 않는 현상이 발생하게 되는데 이는 해변가에 설치된 보드워크가 낮에는 더 차갑다가 밤에는 근처의 모래밭보다 더 따뜻하게 남아 있는 현상과 동일한 현상이라 할 수 있다.  

 

테티스에서 찾아낸 패크맨 모양은 고에너지 전자가 드라마틱하게 위성의 표면을 얼음 위성으로 변화시키는 양상을 확증해주고 있다. 

테티스에서 보이는 변경지형은 미마스와는 달리 엔켈라두스에서 솟아오른 얼음 입자들의 충돌도 겪고 있는데 이는 테티스 표면 지형의 변경이 얼음알갱이에 의해 덮이는 속도보다도 훨씬 더 빨리 일어나고 있음을 보여주는 것이다. 

 

출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) Photo Journal

       http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA16198

 

참고 : 토성과 토성의 여러 달에 대한 다양한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.   
           https://big-crunch.tistory.com/12346948

 

원문>

PIA16198: A Pair of 'Pac-Men' 

Scientists with NASA's Cassini mission have spotted two features shaped like the 1980s video game icon "Pac-Man" on moons of Saturn. one was observed on the moon Mimas in 2010 and the latest was observed on the moon Tethys. The pattern appears in thermal data obtained by Cassini's composite infrared spectrometer, with warmer areas making up the Pac-Man shape.

 

Scientists saw the Tethys Pac-Man in data obtained on Sept. 14, 2011, where daytime temperatures inside the mouth of Pac-Man were seen to be cooler than their surroundings by 29 degrees Fahrenheit (15 kelvins). The warmest temperature recorded was a chilly minus 300 degrees Fahrenheit (90 kelvins). The Mimas Pac-Man was seen in data from Feb. 13, 2010. (For more information, see PIA12867.) The high temperature at Tethys is actually slightly cooler than the warmest temperature at Mimas (about minus 290 degrees Fahrenheit or 95 kelvins). one version of the image pegs white to be the hottest temperatures on both moons -- minus 290 degrees Fahrenheit (95 kelvins) on Mimas and minus 300 degrees Fahrenheit (90 kelvins) on Tethys. Another version shows the minus 290 degrees Fahrenheit (95 kelvins) as white on both moons, revealing a subtler temperature variation on Tethys. Unannotated images of the two color schemes are also available.

At Tethys, unlike Mimas, the Pac-Man pattern can also be seen subtly in visible-light images of the surface, as a dark lens-shaped region. This brightness variation was first noticed in an image from NASA's Voyager spacecraft in 1980. (A good view of this region can be seen in PIA01392.)

Scientists theorize that the Pac-Man thermal shape on the Saturnian moons occurs because high-energy electrons bombard low latitudes on the side of the moon that faces forward as it orbits around Saturn, turning a fluffy surface into hard-packed ice. As a result, the altered surface does not heat as rapidly in the sunshine or cool down as quickly at night as the rest of the surface, similar to how a boardwalk at the beach feels cooler during the day but warmer at night than the nearby sand. Finding another PacMan on Tethys confirms that high-energy electrons can dramatically alter the surface of an icy moon. Also, because the altered region on Tethys, unlike on Mimas, is also bombarded by icy particles from Enceladus' plumes, it implies the surface alteration is occurring more quickly than its recoating by plume particles.

The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency. NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington, D.C. The Cassini orbiter was designed, developed and assembled at JPL. The composite infrared spectrometer team is based at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., where the instrument was built.

For more information about the Cassini-Huygens mission visit http://www.nasa.gov/cassini and http://saturn.jpl.nasa.gov.

Image Credit:NASA/JPL-Caltech/GSFC/SWRI
Image Addition Date:2012-11-26