토성의 여러 위성들과 고리들은 우리 태양계의 탄생과 비슷한 시기에 형성된 것으로 보인다고 사이언스 데일리가 28일 최신 연구를 인용해 보도했다.

미국 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니호 자료를 분석한 이탈리아 국립우주물리학연구소 과학자들은 토성 주위 천체들의 나이가 40억 살 이상으로 밝혀졌으며 이는 태양 형성 직후 행성들이 탄생한 것과 비슷한 시기라고 천체물리학 저널에 발표했다.

연구진은 "토성의 시스템을 연구함으로써 태양계 전체의 화학적·물리적 진화를 이해할 수 다"면서 이런 진화 과정을 이해하기 위해서는 단 한 개의 위성이나 고리가 아니라 이들 전체를 아우르는 관계를 파악해야만 한다고 지적했다.

카시니호의 가시광선 및 적외선 매핑 분광계(VIMS) 자료는 물 성분 얼음과 물 아닌 유기물질의 존재를 나타내는 색깔이 토성 시스템 전체에 어떻게 분포돼 있는지 보여주는데 가시광선 영역에서 고리들과 위성들의 색깔은 표면에 국한된 것으로 나타났다.

또 적외선 영역에서 혜성이나 근래의 다른 수단에 의해 생겼다고 보기에는 너무 많은 물 성분 얼음을 나타내고 있어 과학자들은 이 물이 태양계 탄생과 비슷한 시기에 형성됐을 것으로 보고 있다. 토성은 물 성분 얼음이 그대로 보존되는 이른바 `설선(snow line)' 바깥 영역에 있기 때문이다.

반면 설선 안쪽의 따뜻한 환경에서는 얼음을 비롯한 휘발성 성분들이 쉽게 소멸돼 버린다.

한편 토성의 고리를 이루는 입자들과 위성들의 색깔은 토성이라는 행성계 안의 위치를 말해준다. 안쪽 고리들과 위성들은 간헐천을 가진 위성 엔셀라두스에서 나온 물성분 얼음이 분무돼 마치 흰색 물감을 뿌린듯한 효과를 낸다.

그러나 바깥쪽 위성들은 토성으로부터 멀어질수록 붉은색을 띠는데 외곽 위성인 피비와 멀리 떨어진 카이퍼벨트에서 온 것으로 추정되는 물체는 불그스름한 먼지를 뿌려대 하이페리온과 이아페투스 같은 가까운 위성의 표면까지 붉게 물들이고 있다.

연구진은 토성 바깥에서 비처럼 쏟아진 운석들이 B 고리로 알려진 주고리의 일부에 살짝 붉은색이 나게 한 것으로 보고 있다. 이 붉은 색깔은 산화된 철, 즉 녹이나 보다 복잡한 유기물 분자의 전구체일 가능성이 있는 탄화수소(PAH)에서 나온 것으로 추정되고 있다.

연구진은 "카시니호가 수집한 고리와 위성의 자료는 토성의 행성계 전체가 어떻게 돌아가는지 뿐만 아니라 그 진화 과정도 정밀하게 볼 수 있는 조감도 역할을 한다"고 밝혔다.