토성은 태양계 행성 가운데 아름다운 고리를 가진 신비로운 천체이다. 신비로움을 주는 토성 고리가 언제, 어떻게 만들어진 것인지 그 비밀에 한 걸음 다가서는 연구결과가 나왔다.

잭 위스덤(Jack Wisdom) 매사추세츠공대(MIT) 교수 등 미국의 한 연구팀이 토성의 고리가 만들어진 원인과 시기에 대한 연구결과를 과학 저널 ‘사이언스(Science)’지를 통해 발표했다.

그동안 토성 고리는 태양계가 만들어진 초기 단계인 40억 년 전부터 있었을 것이라는 믿어왔다. 하지만, 이번 결과를 발표한 연구팀은 토성 탐사선 ‘카시니호’가 보낸 자료를 바탕으로 토성 고리가 형성된 것은 태양계의 시간으로 최근인 약 1억 년에서 2억 년 전이라는 결론을 내놨다.

또한, 지금까지 토성 고리는 토성에 접근한 소행성이나 혜성 등이 중력의 영향으로 부서지면서 만들어졌을 것이라는 주장이 제기되어 왔다. 연구팀은 이 문제에 대해서도 다른 견해를 제시했다.

연구팀은 토성 고리는 토성을 공전하던 달인 위성 중 하나가 파괴되면서 만들어진 것이며, 이로 인해 토성이 크게 기울어졌다고 주장했다.

연구결과에 따르면, 토성을 공전하던 위성 중 하나가 약 1억 6천만 년 전 궤도에서 벗어나 조석력 등에 의해 파괴되면서 그 잔해들이 토성 고리를 만들었다고 밝혔다.

연구팀은 부서지며 토성 고리가 된 위성에 크리살리스(번데기, Chrysalls)라는 이름을 붙였다. 이 위성의 지름은 약 1,470km로 토성에서 세 번째로 큰 위성인 이아페투스(Iapetus) 정도의 크기로 추정했다.

또한, 부서진 위성의 잔해 중 약 99%는 토성 대기권으로 추락했고, 나머지 1%가 행성 궤도에 붙들리면서 신비롭고 아름다운 토성 고리를 만들어 낸 것으로 봤다.

연구팀은 토성의 자전축이 공전 궤도면에서 약 27도 기울어진 것은 거대한 위성이 부서지는 과정에서 발생하였으며, 한때는 토성의 자전축이 지금보다 더 크게 기울어 36도에 이르렀을 것이라는 견해를 내놨다.

토성 고리는 물과 얼음으로 구성되어 있으며, 대부분은 모래알보다 작은 크기로 이루어져 있다. 고리는 토성으로부터 약 28만 km까지 펼쳐져 있으며, 두께는 약 10m 정도에 불과하다.

토성의 위성은 현재까지 밝혀진 것만 해도 83개로 태양계에서 가장 많고, 이 중 가장 큰 위성은 수성보다도 큰 타이탄(Titan)이다.

토성은 지구와 달리 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 태양과 지구 거리의 약 10배 정도 떨어져 있다. 태양계에서 목성 다음으로 큰 행성으로 부피는 지구의 750배에 달한다.