기하학 애호가들을 확실히 기쁘게 하고 나머지 우리들을 약간 혼란스럽게 할 소식이 전해졌다. NASA의 허블 우주 망원경이 토성 남극을 둘러싼 거대하고 진화하는 10면 대기 파동을 포착한 것이다. 이는 행성의 남반구에서 크고 규칙적인 변의 제트 패턴이 관측된 첫 번째 사례로, 다각형 부문에서 유명한 북반구의 육각형에 강력한 도전장을 내민 셈이다.

수요일 과학 저널 '사이언스 어드밴시스'에 발표된 연구 결과에 따르면, 이 특징은 토성 북반구의 육각형과 놀랍도록 유사하면서도 뚜렷하게 다른 것으로 나타나, 과학자들이 이 상징적인 가스 행성에서 완전히 새로운 대기 현상을 목격하고 있을지도 모른다는 것을 시사한다. 하나의 6면 폭풍으로는 충분하지 않았던 모양이다.

연구진은 2023년으로 거슬러 올라가는 수년간의 허블 관측 데이터를 종합하여, 이 구조가 명확한 패턴으로 만개하기 전의 미묘한 흔적을 발견했다. 이러한 관측은 허블의 외행성 대기 유산(OPAL) 프로그램의 일환으로 이루어졌으며, 이 프로그램은 10년 넘게 매년 외행성들을 촬영해 왔다. 10년간의 행성 졸업앨범 사진만큼 '유산'이라는 말이 어울리는 것도 없으니까.

"우리는 토성 남반구에서 이와 같은 것을 본 적이 없습니다,"라고 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 OPAL 수석 연구원이자 연구 공동 저자인 에이미 사이먼은 말했다. 그녀의 발언은 그녀가 토성 남반구에서 많은 것을 보아 왔음을 암시한다. "북반구의 육각형은 우리가 40년 넘게 관측할 때마다 항상 거기에 있었습니다. 이 특징은 다릅니다. 강해지고 있는 것으로 보이며, 거대한 대기 패턴이 발달하는 것을 지켜볼 수 있는 드문 기회를 제공합니다."

이 발견이 가능했던 것은 토성의 계절 변화로 인해 남극이 지구에서 다시 보이게 되었고, 지상 천문학자들이 처음으로 이를 식별했기 때문이다. 스페인 바스크 대학의 연구 주저자인 아구스틴 산체스-라베가는 전 세계 관측자들로부터 태양계 행성의 지상 이미지를 수집하는 행성 가상 관측소 연구소를 관리하고 있다. 그 이미지들에서, 2024년에 처음으로, 산체스-라베가와 아마추어 천문학자 트레버 배리, 장-폴 오제가 남극을 따라 미묘하게 물결치는 띠를 발견했다. 2025년의 추가 이미지는 이 십각형 구조를 더욱 강하게 암시했다.

그런 다음 허블이 개입하여 우주 망원경만이 제공할 수 있는 선명하고 흐릿함 없는 시야를 제공했다. "토성의 남북 제트 기류 시스템의 대칭성을 고려할 때, 우리는 1990년부터 허블 이미지에서 토성 북반구 육각형의 대응물을 남극에서 찾아 왔습니다,"라고 산체스-라베가는 말했다. "2004년에서 2017년 사이에 토성을 공전한 NASA의 카시니 우주선의 이미지에서도 오래 지속되는 구조의 흔적은 보이지 않았습니다. 허블 데이터는 그 특징이 2023년까지 거슬러 올라간다는 것을 확인해 주었습니다."

이 파동은 토성의 강력한 제트 기류 중 하나 내에 위치하며 여러 대기층을 통해 확장되어, 단순한 구름 높이의 특징이 아니라 수직으로 확장된 구조임을 나타낸다. 허블이 서로 다른 파장에서 이미지를 포착하여 서로 다른 고도를 조사하기 때문에 그 겉보기 위치는 약간 이동한다. 대기 파동도 다각도 접근이 필요하니까.

"제게 가장 흥미로운 점은 이것이 최근에 형성된 것처럼 보인다는 것입니다,"라고 사이먼은 말했다. "문제는 왜 지금 갑자기 형성되었는가입니다. 우리가 이전에 본 적이 없는데도 말이죠."

정말로, 왜 지금일까? 아마도 토성은 40년 동안 같은 육각형을 고수하다가 스타일을 바꾸기로 결정한 것일지도 모른다. 저자들은 십각형이 어떻게 형성되었는지, 얼마나 오래 지속될 수 있는지, 그리고 잘 확립된 북반구의 대응물과 어떻게 비교되는지 이해하기 위해 허블과 NASA의 제임스 웹 우주 망원경, 그리고 컴퓨터 모델을 통한 추가 연구가 필요하다고 말한다.

허블의 장수는 태양계 행성의 시간에 따른 변화를 추적하는 데 큰 도움이 되어 왔다. OPAL 프로그램을 통해 과학자들은 계절적 변화를 추적하고, 단기 폭풍을 추적하며, 천천히 진화하는 대기 특징을 식별할 수 있다. "우리가 시작했을 때,"라고 사이먼은 덧붙였다. "우리는 결코 이것이 얼마나 귀중할지 상상하지 못했습니다."