무더운 여름에 빠지지 않고 우리에게 찾아오는 것이 있습니다. 바로 무시무시한 태풍입니다. 태풍은 바다에서 증발한 수증기가 고위도로 이동하는 것으로, 일반적으로 33m/s의 속도를 가지면 태풍이라고 하지만 우리나라와 일본의 경우에는 17m/s 이상의 속도를 가지면 다 태풍이라고 합니다. 또한 태풍은 지역마다 부르는 이름도 다른데요, 북서태평양에서는 태풍, 북중미에서는 허리케인, 인도양과 남반구에서는 사이클론이라고 부릅니다.
그림 1 목성의 대적점
지구에서 발생한 태풍은 사람들에게 큰 피해를 줬습니다. 지구 역사상 가장 컸던 태풍은 1979년 발생한 태풍 팁으로 2,200km의 크기를 가졌으며, 가장 빠른 풍속을 가진 태풍은 1961년에 발생한 213km/h의 풍속을 가진 태풍 낸시입니다. 이렇게 무시무시한 태풍이 발생하는 이유는 지구에 공기가 있어 기상현상이 발생하기 때문입니다. 그런데 우리 태양계에는 지구 이외의 행성에 공기를 가진 행성이 있는데요, 기체를 가진 행성에는 어떤 태풍이 있는지 함께 확인해봅시다.
지구를 제외한 태양계의 행성 중에서 폭풍이 가장 먼저 밝혀진 것은 목성입니다. 목성에는 표면에 거대한 점이 있는데 이를 대적점이라고 합니다. 목성이 태양계에서 가장 큰 행성이고 대적점의 크기도 굉장히 크지만 이를 맨 눈으로는 확인할 수 없습니다. 이 커다란 폭풍은 망원경이 발명된 후 사람들은 목성을 자세히 관측하며 확인할 수 있었습니다. 그러던 1655년 조반니 카시니는 목성 표면에서 거대한 점을 확인하는데요, 이 점이 대적점의 최초의 발견이라고는 하지만 카시니가 발견한 이 점이 현대의 대적점과 일치하는지는 알 수 없습니다. 만약 그가 발견한 점이 대적점이 맞고 현재까지 이어졌다면 대적점은 적어도 350년 이상된 폭풍일 것입니다.
그러나 현재로써 우리가 관측하고 있는 대적점이 처음 관측되었다고 여겨지는 때는 1830년으로 보고 있습니다. 그래도 이를 첫 관측이라고 생각해도 대적점의 나이는 적어도 200살입니다.
그림 2 대적점의 크기 변화
그림 3 카시니가 촬영한 토성의 육각형 폭풍
대적점은 1879년 관측 기준 그 크기가 39,000km로 지구 3개가 들어갈 수 있을 정도로 어마어마한 크기를 가졌었지만 현대로 오면서 대적점은 타원에서 둥근 원의 형태로 바뀌고 있으며 그에 따라 크기도 조금씩 줄고 있습니다. 그러나 현재 대적점의 크기(2017/4/3 관측 기준)는 16,350km로 지구의 1.3배의 크기를 가집니다. 대적점의 크기가 줄었어도 지구 크기의 태풍이라고 생각한다면 그 스케일이 어마어마하다는 것을 알 수 있습니다. 또한 대적점은 2009년에서 2020년 사이에 풍속이 증가하여 642km/h 이상의 빠른 속도를 가집니다. 이는 지구의 태풍보다 훨씬 더 강력한 위력을 지님도 확인할 수 있습니다.
토성에는 굉장히 특별한 폭풍이 있습니다. 우리는 일반적으로 폭풍을 상상하면 둥근 모양을 떠올리지만 토성의 폭풍은 상상조차 하지 못한 육각형의 모습을 가집니다. 이 육각형 폭풍은 지구에서 관측하면 확인할 수 없고 탐사선이 토성을 위에서 내려다보면 관측할 수 있습니다. 실제로 1981년 보이저호가 토성을 지나치며 이 육각형의 폭풍이 발견되었습니다. 토성의 육각형 폭풍은 변의 길이는 약 14,500km, 너비가 약 29,000km이상으로 지구가 들어갈 수 있는 크기입니다. 또한 풍속은 500km/h로 역시 지구의 태풍보다 강력함을 알 수 있습니다.
이러한 토성의 육각형 폭풍은 많은 과학자들의 관심을 받고 있습니다. 과학자들이 이 폭풍에 주목하는 이유는 강력한 폭풍이기 때문이 아니라 모양 때문입니다. 우리가 알고 있는 폭풍을 상상하면 모두 다 둥근 모양이지만 왜 때문인지 이 토성의 폭풍은 육각형입니다. 토성의 육각형 폭풍은 처음 관측한 이래로 현재까지 그 모양에 대한 수수께끼가 풀리지 않아서 토성의 미스테리라고 불립니다. 앞으로 여러 탐사선을 보내서 이 모양에 대한 연구가 이뤄져 미스터리의 비밀이 풀어지길 바래봅니다.
그림 5 해왕성의 대흑점
해왕성의 표면에는 검은 점과 같은 동그라미가 있습니다. 이를 대흑점, 혹은 대암점이라고 합니다. 대흑점 역시 목성의 대적점과 비슷한 폭풍입니다. 그러나 대흑점은 대적점과 달리 수년을 주기로 나타나는 폭풍입니다
해왕성의 대흑점을 처음 발견한 것은 1989년으로, 보이저 2호가 행성 탐사를 하는 과정에서 해왕성의 표면에서 주변보다 어두운 점을 발견합니다. 당시 발견한 대흑점은 타원형 모양으로 13,000km의 크기를 가져 지구가 들어갈 수 있을 정도로 큰 폭풍이었습니다. 해왕성은 태양계 행성 중 가장 빠른 바람이 부는 행성이라 해당 대흑점은 최대 2,000km/h의 굉장히 빠른 풍속을 가집니다. 하지만 해당 대흑점은 1994년 허블 우주 망원경이 다시 관측했을 때 이미 사라져 관측할 수 없었습니다. 그럼 더 이상 해왕성의 폭풍은 볼 수 없을까요? 아닙니다. 대흑점은 표면에서 생성과 소멸을 반복하기 때문에 해왕성의 표면에서 다양한 크기의 대흑점을 발견할 수 있습니다.
이렇게 오늘은 태양계의 무시무시한 폭풍에 대해서 알아봤습니다. 지구의 태풍도 무시무시하지만 지구 밖의 폭풍은 상상하지 못할 크기에다가 훨씬 더 강력해서
출처
보이저 1호가 촬영한 대적점 사진
By NASA – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00014, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=86812
대적점 크기 변화 사진 출처
By Novanotes – Own work, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=162972420
카시니가 촬영한 토성의 육각형 폭풍 사진 출처
NASA/JPL-Caltech/우주과학연구소
토성의 육각형 폭풍 GIF 출처
보이저 2호가 촬영한 해왕성의 대흑점 사진 출처
NASA/JPL
참고문헌
태풍: https://www.weather.go.kr/w/typhoon/basic/info1.do
토성: https://science.nasa.gov/mission/cassini/science/saturn/hexagon-in-motion/
해왕성: https://science.nasa.gov/asset/hubble/hubble-discovers-dark-cloud-in-the-atmosphere-of-uranus/