태양으로부터 6번째 궤도를 돌고있는 토성의 위성 중 하나인 타이탄에 대해 알아보자.

타이탄은 태양계에 존재하는 위성 중, 목성의 가장 큰 위성인 가니메데 다음으로 크다고한다.

그 크기가 어느정도냐하면 지름이 달의 약 1.5배, 질량은 1.8배정도 돼. 그래서 수성보다 약간 더 크다.

하지만 밀도는 약 1.8g/cm^3정도밖에 안되기 때문에 가벼운 편.(그래도 크기 때문에 수성이나 달보다는 질량이 큼)

신기한게, 모행성과 가까이 있는 위성들은 공전주기와 자전주기가 같아서 모행성에서 볼 때 항상 한쪽 면밖에 보질 못한다고한다. 지구의 달, 목성의 이오, 토성의 타이탄, 그리고 명왕성과 그 위성 카론이 대표적인 예. 가깝다고는 하지만 타이탄의 공전궤도 원일점은 130만km나 된다.

왼쪽위가 달 왼쪽아래가 타이탄.

타이탄은 1655년 갈릴레이가 목성의 4대 위성을 발견한 지 얼마 지나지 않아 독일의 과학자 호이겐스에 의해 발견된다. (때문에 카시니 탐사선에 딸린 타이탄 탐사선 이름이 호이겐스.)

달을 제외하고 인간에 의해 발견된 5대 위성이라고 볼 수 있다.

타이탄의 모습을 보면 금성과 흡사한데, 실제로 타이탄에는 대기가 존재함. 다른 위성들과는 다른 타이탄의 유별난 특징 중 하나이다.

그 대기압이 얼마나 크냐면, 약 146kPa정도 되는데, 이는 지구대기압의 1.5배 수준. 게다가 중력도 지구의 1/7수준이라서 대기층이

표면위 약 1200km까지 퍼져있어서 밖에서 보면 표면을 절대 내려다볼 수 없다.

호이겐스 탐사선이 보내온 타이탄의 대기층

아마 우리가 타이탄에 우주복을 안 입고 가게되면 눈이 정말 아플것이다.. 귀도 아플테고 그전에 얼어죽겠지만.

이처럼 타이탄이 지구의 1/7수준의 중력을 가지고도 두꺼운 대기를 유지할 수 있는 것은 낮은 표면온도 덕분인데,(약 영하 180도)

보통 기체분자들은 온도에 민감하게 반응하기 때문에, 온도가 낮을수록 운동에너지가 현저히 줄어들어. 때문에 적은 힘으로도 기체분자들을 쉽게 가둬둘 수 있지.

이 대기는 메탄이나 질소. 특히 질소는 전체 대기의 약 98퍼센트를 차지함. 나머지 약 2퍼센트가 메탄

호이겐스가 보낸 타이탄의 대기층, 여러 층으로 구성되었음을 알 수 있다.

메탄은 보통 온실효과의 주범이라고들 많이 얘기하는데, 타이탄에서는 예외이다. 질소와 메탄이 섞여서 각종 화합물을 만들어내서 타이탄의 알비도(반사율)을 낮추기때문. 실제로 타이탄의 알비도는 0.22정도이고. 지구가 0.346정도임을 감안하면 상당히 높은 수치임을 알 수 있다.

 게다가 태양으로부터 워낙 먼 거리에 위치하기 때문에 실제 표면에 도달하는 태양에너지는 지구의 1퍼센트도 못미침.

타이탄 대기의 바깥층은 태양빛과 반응해서 각종 화합물을 만들어내는데, 이중 하나가 톨린(tolin)이라는 물질이다. 이 톨린이 타이탄의 대기를 노랗게 물들임.

타이탄에 착륙하는 호이겐스의 상상도

또 타이탄에서는 태양계 위성 중 유일하게 기상현상이 발생하는데,  카시니 탐사선은 2006년 토성주의를 돌면서 타이탄에 지구 대륙하나를 덮을만한 거대한 구름덩어리를 발견함.

크기가 약 2500km정도 되는 구름덩어리.

아마 저 구름 밑에서는 메탄이나 에탄이 주성분인 비가 떨어지고 있겠지.

위 사진은 호이겐스가 대기층을 뚫고내려가면서 분석한 자료이다. 표면에서 증발한 액화메탄들은 증발하여 고도 약 40km부근에 도달하게 되면,

그 부근의 기온이 약 영하 200도가량 되기때문에 메탄은 응결하게 되고, 그결과 지구에서와 같이 비가 떨어져. 대신 주성분은 물이아닌 메탄.

다음 사진은 호이겐스가 실제로 보내온 사진.

 밑에 사진은 돌아다니면서 찍은 사진들을 조합한것이라고함, 군데군데 액화메탄웅덩이들이 보인다.

타이탄의 대기 조성은 과거 지구의 탄생당시와 비슷하기 때문에 타이탄에 대해 연구를 하게 되면 46억년 전 지구의 상황에 대한 실마리를 푸는 데 도움이 될것이다.