엔켈라두스의 분출이 균열부를 따라 장막 모양으로 이뤄지고 있을 가능성

Image credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/PSI

 

NASA 카시니호로부터 취득한 데이터를 이용한 새로운 연구에서는 토성의 달인 엔켈라두스에서 발생하는 대부분의 분출은 각각 개별적으로 발생하는 제트가 아니라 넓게 퍼져 있는 장막과 같은 것일 수 있다고 제안했다.

 

이 연구에 따르면 엔켈라두스의 남극 지역에 주요 균열부를 따라 각각의 분출에서 보이는 상당 부분의 특징들이 광학적 착시에 의해 만들어진 현상일 수 있다는 것이다.

 
  

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Planetary Science Institute

 

사진 1> 최근 과학자들은 토성의 위성인 엔켈라두스의 표면에서 발생하는 분출활동의 상당부분이 개별적인 제트의 분출이 아닌 좀더 광대한 양상을 띤  장막과 같은 구조의 분출일 수 있다고 말했다.

  

이번 연구결과는 2015년 5월 7일 네이처 지에 개재되었다.

 

행성과학연구소 카시니 미션에 참여하고 있는 이번 논문의 수석저자인 조셉 스피테일(Joseph Spitale)의 설명은 다음과 같다.
"우리는 '호랑이 줄무늬' 구조로부터 나타나는 분출 양상이 단속적인 가스의 분출이 아니라 장막과 같은 형태의 분출이라고 생각합니다.
몇몇 눈에 띄는 제트들은 눈에 보이는 것처럼 개별적인 분출인 것처럼 보입니다.
그러나 사진에 보이는 대부분의 분출양상은 개별적으로 발생하는 제트라고 보지않아도 설명이 가능합니다."

엔켈라두스의 분출을 담은 카시니의 사진을 분석하면서 스피테일과 동료들은 대부분의 사진 상에 나타나는 희미한 배경의 빛에 특별히 주목하게 되었다.

개별적으로 발생하는 것처럼 보이는 가장 밝은 분출 구조들은 배경의 희미한 구조들 위에 단속적으로 포개져 있는 것처럼 보였다.

 

과학자들은 엔켈라두스의 분출을 호랑이 줄무늬를 이루는 균열부를 따라 발생하는 단일 장막으로 가정하여 모델을 수립해보았다.

그리고 흐릿한 배경 빛의 밝기를 강화하자 하나의 장막으로서 '포개진' 모습을 볼 수 있었다.

이 포개진 부분은 엔켈라두스 표면의 구조가 완전하게 뻗어있는 것이 아니라 굽이치는 양상을 보이기 때문이다.

과학자들은 이러한 광학적 착시현상이 개별 제트 대부분에서 발생한다고 생각하고 있다.

 

스피테일의 설명은 다음과 같다.
"이 유령과 같은 제트가 제 모습을 드러내는데 있어 중요한 역할을 수행하는 것은 관측자의 방향입니다.
만약 엔켈라두스의 남극 주위를 돌면서 바라보게 되면 이 제트는 사라졌다 나타났다가를 반복하게 될 것입니다."

 

이 과정이 시연된 사진 속의 희미한 제트들은 개별적인 기둥처럼 보이는 분출물들이 담긴 실제 카시니 사진의 지형과 어우러져 멋지게 일렬로 도열한 모습을 연출해냈다.

 

과학자들은 시연된 사진과 카시니호가 촬영한 사진간에 나타나는 이러한 조화 양상은 개별적으로 보이는 제트의 모습이 그저 착시일 뿐이라는 것을 보여주는 것이라고 말했다.

 

장막형태의 분출이 지구에서는 마그마가 깊은 균열부에서 솟구쳐 오를때 발생한다.

이러한 분출들은 종종 불의 장막이라는 장관을 만들어내는데 이러한 모습은 하와이나 아이슬란드, 갈라파고스 군도 등에서 목격되곤 한다.

NASA 제트추진연구소의 카시니 프로젝트 과학자이자 이번 연구에 함께했던 린다 스필커( Linda Spilker)의 설명은 다음과 같다.
"엔켈라두스에 대한 우리의 이해는 진화를 계속하고 있으며 이 여정에서 우리는 여러 놀라운 현상을 만날 것이라 기대해왔습니다.
최근 우리가 지표 밑의 바다에 대한 새로운 정보와 놀라운 지질물리학적 활동을 알아낸 것처럼 이 작고 얼어붙은 세계는 기대했던 것보다 훨씬더 흥미진진한 양상을 보여주고 있습니다."
 

출처 : NASA Solar System Exploration 2015년 5월 6일 News Release
        http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=49103

 

참고 : 엔켈라두스를 비롯한 토성과 토성의 위성들에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          https://big-crunch.tistory.com/12346948

 

원문>

Saturn Moon's Activity Could Be 'Curtain Eruptions'

6 May 2015

 

(Source: NASA Jet Propulsion Laboratory)

New research using data from NASA's Cassini mission suggests most of the eruptions from Saturn's moon Enceladus might be diffuse curtains rather than discrete jets. Many features that appear to be individual jets of material erupting along the length of prominent fractures in the moon's south polar region might be phantoms created by an optical illusion, according to the new study.

The research is being published on Thursday, May 7, in the journal Nature.

"We think most of the observed activity represents curtain eruptions from the 'tiger stripe' fractures, rather than intermittent geysers along them," said Joseph Spitale, lead author of the study and a participating scientist on the Cassini mission at the Planetary Science Institute in Tucson, Arizona. "Some prominent jets likely are what they appear to be, but most of the activity seen in the images can be explained without discrete jets."

In analyzing Cassini's images of the eruptions on Enceladus, Spitale and colleagues took particular note of the faint background glow present in most images. The brightest eruption features, which appear to be discrete jets, look to them to be superimposed intermittently upon this background structure.

The researchers modeled eruptions on Enceladus as uniform curtains along the tiger stripe fractures. They found that phantom brightness enhancements appear in places where the viewer is looking through a "fold" in the curtain. The folds exist because the fractures in Enceladus' surface are more wavy than perfectly straight. The researchers think this optical illusion is responsible for most of what appear to be individual jets.

"The viewing direction plays an important role in where the phantom jets appear," said Spitale. "If you rotated your perspective around Enceladus' south pole, such jets would seem to appear and disappear."
Phantom jets in simulated images produced by the scientists line up nicely with some of the features in real Cassini images that appear to be discrete columns of spray. The correspondence between simulation and spacecraft data suggests that much of the discrete-jet structure is an illusion, according to the researchers.

Curtain eruptions occur on Earth where molten rock, or magma, gushes out of a deep fracture. These eruptions, which often create spectacular curtains of fire, are seen in places such as Hawaii, Iceland and the Galapagos Islands.
"Our understanding of Enceladus continues to evolve, and we've come to expect surprises along the way," said Linda Spilker, Cassini project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, who was not involved in the study. "This little ice world is becoming more exciting, not less, as we tease out new details about its subsurface ocean and astonishing geophysical activity."

The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, ESA (European Space Agency) and the Italian Space Agency. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, manages the mission for the agency's Science Mission Directorate in Washington. The Cassini imaging operations center is based at the Space Science Institute in Boulder, Colorado.

For more information about Cassini, visit:

http://www.nasa.gov/cassini

 

and

http://saturn.jpl.nasa.gov

 

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Preston Dyches
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-7013
preston.dyches@jpl.nasa.gov