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[IT뉴스][영상]토성 위성 ‘타이탄’ 바다에는 늘 풍랑주의보가?…지구보다 파고 16배

온카뱅크관리자

2026-05-03 08:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 미국 MIT 연구진, 타이탄 바다 연구 발표 약한 바람에도 집채만 한 파도 만들어져 바다 채운 액체 성질과 약한 중력이 원인 미래 해양 탐사선 안전 확보에 중요 자료 
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 <img alt="매사추세츠공대(MIT) 연구진이 고안한 컴퓨터 시뮬레이션에서 초속 4ｍ 바람에 노출된 타이탄(왼쪽 노란색 동영상)과 지구 바다 모습. 타이탄 바다에서는 높이 3.3ｍ, 지구 바다에서는 이보다 크게 낮은 0.2ｍ 파도가 생성된다. MIT 연구진 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080148914trlw.gif" data-org-width="1200" dmcf-mid="X0zYx2cnlc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080148914trlw.gif" width="1200">
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 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 고안한 컴퓨터 시뮬레이션에서 초속 4ｍ 바람에 노출된 타이탄(왼쪽 노란색 동영상)과 지구 바다 모습. 타이탄 바다에서는 높이 3.3ｍ, 지구 바다에서는 이보다 크게 낮은 0.2ｍ 파도가 생성된다. MIT 연구진 제공
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 <img alt="매사추세츠공대(MIT) 연구진이 고안한 컴퓨터 시뮬레이션에서 초속 4ｍ 바람이 불자 타이탄 바다에서는 높이 3.3ｍ짜리 대형 파도가 친다(위 사진). 반면 지구 바다에서는 이보다 훨씬 낮은 0.2ｍ짜리 파도가 생성된다. MIT 연구진 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080150491pxyj.png" data-org-width="875" dmcf-mid="5fBTNdlwCj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080150491pxyj.png" width="658">
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 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 고안한 컴퓨터 시뮬레이션에서 초속 4ｍ 바람이 불자 타이탄 바다에서는 높이 3.3ｍ짜리 대형 파도가 친다(위 사진). 반면 지구 바다에서는 이보다 훨씬 낮은 0.2ｍ짜리 파도가 생성된다. MIT 연구진 제공
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 #가까운 미래, 미국 항공우주국(NASA) 소속의 탐사대원 브랜드(앤 해서웨이 분)와 쿠퍼(매튜 맥커너히 분)는 은하계 밖 천체 ‘밀러 행성’에 도착한 자신들의 소형 우주선 안에 넋이 빠진 채 앉아 있다. 조금 전 닥친 충격적인 상황이 이들을 정신 못 차리게 한 것이다.
 환경이 파괴된 지구에서 인류를 집단 이주시킬 천체를 찾고 있는 브랜드와 쿠퍼는 무릎이 잠기는 밀러 행성의 얕은 바다에 착수했다. 그런데 우주선에서 내려 잠시 탐사를 이어가던 이들 눈앞에 높이 수백ｍ짜리 초거대 파도가 갑자기 등장한 것이다.
 두 사람은 우주선 안으로 몸을 피해 가까스로 목숨을 건졌다. 하지만 우주선 엔진에는 물이 차 정상 가동이 어려워졌고 동료 한 명은 파도에 휩쓸려 희생됐다. 미국 공상과학(SF) 영화 &lt;인터스텔라&gt; 속 한 장면이다.
 그런데 ‘파도 지옥’이 펼쳐지는 천체가 상상이 아니라 현실에서 나타날 수 있다는 분석이 과학계에서 제기됐다. 놀랍게도 그 천체는 &lt;인터스텔라&gt;에서처럼 은하계 밖도 아닌 태양계 내에 있다. 토성 위성 ‘타이탄’이다.
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 <img alt="미국 항공우주국(NASA) 무인 탐사선 카시니호가 촬영한 ‘타이탄’ 사진. 따로 촬영한 여러 장을 모자이크 형태로 붙였다. 타이탄 북극 주변에서 밝게 빛나는 부위가 바다다. NASA 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080151796azju.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="t31wMVkLCa" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/03/khan/20260503080151796azju.jpg" width="658">
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 미국 항공우주국(NASA) 무인 탐사선 카시니호가 촬영한 ‘타이탄’ 사진. 따로 촬영한 여러 장을 모자이크 형태로 붙였다. 타이탄 북극 주변에서 밝게 빛나는 부위가 바다다. NASA 제공
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 타이탄 파도 높이 정밀 분석
 </blockquote>
 타이탄이란 천체는 어떤 곳일까. 타이탄은 일단 덩치가 꽤 큰 것이 특징이다. 지름이 5150㎞로, 달(3470㎞)의 1.5배다. 목성 위성 가니메데(5260㎞)에 이어 태양계에서 두 번째로 큰 위성이다.
 그런데 타이탄이 진짜 주목되는 이유는 덩치보다는 바다 때문이다. 태양계 내 천체 가운데 지구를 제외하고 유일하게 표면에 바다가 있다. 타이탄에서 가장 넓은 바다는 ‘크라켄해’다. 면적이 약 40만㎢다. 남한의 4배이며, 지구에서 가장 광대한 내륙 바다인 카스피해(약 37만㎢)보다 넓다. 리게이아해(12만6000㎢)와 풍가해(6만㎢) 같은 또 다른 바다도 곳곳에 있다.
 흥미로운 점은 타이탄 바다를 채운 것이 물이 아니라는 사실이다. 액체로 이뤄진 메탄과 에탄이다. 타이탄 표면 온도는 영하 179도인데, 두 물질은 이런 초저온에서도 액체 상태를 유지한다.
 지난달 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 이 같은 타이탄 바다에 대한 ‘어떤 궁금증’을 해소한 결과를 국제학술지 ‘지구물리학 연구저널’에 발표했다. 연구진의 궁금증은 타이탄 바다의 파도 높이였다. 그동안 우주과학계는 타이탄에 두꺼운 대기가 있다는 점을 고려할 때 바람이 존재할 것이고 그렇다면 바람에 떠밀린 물결, 즉 파도도 있을 것으로 예상해 왔다.
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 가벼운 바람에도 대형 파도
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 아직 타이탄에는 인류가 보낸 해양 탐사선이 없다. 이 때문에 연구진은 우주 탐사선과 망원경 등으로 수집한 타이탄 기상과 해양, 행성과학적 특성을 컴퓨터 시뮬레이션에 입력해 파도 높이를 예측했다.
 연구진은 파도 높이를 ‘유의파고’라는 개념으로 계산했다. 유의파고는 일정 시간에 친 전체 파도 가운데 높이에서 상위 3분의 1인 파도만 추려 평균 값을 구한 것이다. 과학계에서 파도 높이를 구할 때 일반적으로 쓰는 방식이다.
 시뮬레이션을 통해 연구진이 구한 타이탄 파도 높이는 놀라웠다. 지구에서라면 깃발이 가볍게 나부끼는 정도의 초속 4ｍ 바람에 타이탄 바다에서는 무려 높이 3.3ｍ짜리 파도가 치는 것으로 나타났다. 말 그대로 집채만 한 파도다. 한국 주변 바다에서 이런 파도가 치면 즉시 풍랑주의보(파도 높이 3ｍ 이상)가 발효된다.
 반면 연구진이 같은 초속 4ｍ 바람이 진짜 지구 바다 위에서 부는 상황을 가정해 시뮬레이션을 돌렸더니 상황은 크게 달랐다. 파도 높이가 0.2ｍ에 불과했다. 수면은 잔잔했다. 한마디로 같은 풍속에서 타이탄 바다에는 지구 바다에서보다 16.5배나 높은 파도가 친다는 결과가 나온 것이다.
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 미래 해양 탐사선 안전 확보
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 타이탄 바다의 파도가 유난스럽게 높은 이유는 뭘까. 무엇보다 타이탄 바다를 채운 액체 메탄·에탄 성질이 지구 바다를 구성하는 물과는 판이하기 때문이다.
 액체 메탄·에탄은 밀도가 낮다. 물과 비교하면 메탄은 42%, 에탄은 54%밖에 되지 않는다. 바람과 같은 힘에 쉽게 휘둘린다는 뜻이다. 게다가 타이탄 중력은 지구의 14%에 그친다. 한번 하늘 방향으로 올라간 파도를 수면으로 끌어내리는 힘이 무척 약하다.
 결과적으로 액체 메탄·에탄의 낮은 밀도, 타이탄의 약한 중력이 만나 가벼운 바람에도 파도가 거칠게 치기에 딱 좋은 조건이 만들어졌다는 뜻이다. 연구진은 MIT 공식 자료를 통해 “누군가 타이탄 해안가에 서 있다면 부드러운 바람에도 거대한 파도가 치는 모습을 보게 될 것”이라고 설명했다.
 미국 항공우주국(NASA)은 2034년 ‘드래건 플라이’라는 경차 크기 무인기를 타이탄 하늘에 띄울 예정인데, 여기서 의미 있는 탐사 결과가 나온다면 해양 생태계 조사를 위한 무인 선박 형태 장비를 추가 투입할 가능성이 크다. 타이탄에는 생명체의 근원인 유기물이 많기 때문에 바닷속에 미생물이 존재할 가능성이 있다.
 무인 선박의 타이탄 바다 착수를 꼼꼼한 준비 없이 시도했다가는 높은 파도에 전복 사고가 일어날 수 있다. 연구진은 “타이탄 파도의 힘을 이길 수 있는 탐사선을 만드는 데 이번 연구 결과가 활용될 것”이라고 밝혔다.
 이정호 기자 run@kyunghyang.com
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