적도를 따라 7개의 거대한 고리가 주회하는 토성은 태양계 중에서도 특이한 행성이다. 이미지에서는 곧 알 수 없지만 토성의 링을 구성하는 얼음이나 바위는 음속의 70배에 달하는 속도로 움직이고 있다. 게다가 각각의 고리는 다른 속도로 움직이고 있다.
일본의 우주항공연구개발기구(JAXA)에 소속된 행성과학자 제임스 오드노휴(James O'Donoghue) 씨는 “토성의 고리는 어떤 의미에서 미니 태양계”라고 설명했다.
토성에 가까운 물체일수록 고속으로 주회하고 있다. 그렇지 않으면 토성에 낙하해 버리기 때문이다. 한편으로 멀리 주회하는 물체는 천천히 움직일 수 있다.
애니메이션에서는 synchronous orbit(동기 궤도)라고 표기된 선이 토성의 자전과 동기하고 있어서 고리의 상대속도를 알 수 있게 되어 있다.
The orbit(s) of Saturn's rings
https://www.youtube.com/watch?v=u3rpAHKVh84
토성의 가장 바깥쪽을 주회하는 고리는 속도가 가장 느려 시속 3만7000마일(초속 약 16.4㎞)로 주회하고 있다. 이것은 토성의 자전보다 느리다. 가장 안쪽의 고리를 형성하는 얼음이나 바위의 덩어리는 시속 5만 2000마일(초속 약 23.2㎞)로 주회하고 있다.
토성의 고리를 가까이에서 관찰하면 인접한 궤도를 주회하는 얼음입자끼리의 속도는 서로 초속 수 센티미터밖에 차이가 없다.
오드노휴 씨는 "이것은 30분마다 한 걸음 정도라는 속도로 러시아워의 도로정체와 비슷하다"며 "그 때문에 충돌은 그다지 드라마틱하지 않다"고 트윗했다.
초고속으로 회전하는 것 외에도 토성의 고리는 매우 길고 얇습니다. 토성의 고리를 똑바로 펼쳐 보면 태양계의 행성 모두를 충분히 늘어놓을 정도의 거리가 된다.
그러나 토성의 고리의 총 질량은 달의 약 5000분의 1이다.
토성의 고층 대기를 연구하는 중에 오드노휴 씨와 공동연구자는 토성의 고리가 천천히 소멸하고 있다는 것을 발견했다.
"토성 고리의 시스템은 결코 안정적이지 않다. 항상 존재헀던 것이 아닌 오래 전 달이나 혜성이 토성에 너무 가까워져 파괴된 일시적인 파편 필드로 보인다”고 오드노휴 씨는 말했다.
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