우주의 신비

[우주를 보다] 토성 위성 ‘엔셀라두스’의 거대 간헐천...유기물 암시?

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▲ 엔셀라두스의 내부 구조와 간헐천(아래).
출처= NASA/JPL-Caltech



토성의 작은 위성인 엔셀라두스는 한 가지 놀라운 사실 때문에 과학자들의 주목을 받고 있다. 그것은 500km에 불과한 지름을 가진 작은 위성에서 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나온다는 것이다. 지구에서도 간헐천은 쉽게 볼 수 있지만, 이 작은 얼음 위성에서 나오는 간헐천은 최대 수백km에 달하는 거대한 장관을 연출할 뿐 아니라 그 결과물인 얼음이 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만든다. 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다.

이 작은 얼음 위성에 간헐천이 존재할 수 있는 이유는 토성의 중력이다. 토성의 강력한 중력에 의해 이 위성은 내부에 마찰이 발생하면서 열이 생성된다. 그 결과 얼음의 일부가 녹아 액체 상태로 있는 것으로 판단된다. 이 주장의 가장 강력한 증거는 바로 간헐천이다. 내부에 따뜻한 물이 없다면 수증기가 뿜어져 나올 일이 없는 것이다.

미국항공우주국(NASA)의 카시니 탐사선은 토성과 그 위성들을 상세하게 관측해서 지구로 데이터를 전송했다. 사실 간헐천의 존재 자체도 카시니의 관측으로 처음 입증된 것이다. 이전 연구를 통해서 엔셀라두스는 내부의 암석의 핵과 주변의 얼음으로 구성된 위성이라는 것이 밝혀진 바 있다. 그리고 엔셀라두스의 남극 아래 있는 얼음은 녹아서 거대한 바다를 형성한 것으로 보인다. 간헐천도 주로 여기서 발생한다.

▲ 카시니가 처음 보내온 이미지(왼쪽)와 이를 시뮬레이션으로 다시 분석한 이미지(오른쪽)
출처=NASA/JPL-Caltech/SSI/PSI

▲ 엔셀라두스의 사진. 아래쪽의 줄무늬 같은 지형이 타이거 스트라이프.
출처=NASA/JPL/Space Science Institute



NASA의 과학자들은 카시니의 데이터를 분석해서 이 간헐천의 특징을 분석했다. 그 결과 처음 카시니 이미지에서 관측된 것처럼 거대한 독립적인 간헐천이 아니라 거대한 커튼 모양의 수증기의 분출이라는 사실을 확인했다. 처음 봤을 때 마치 몇 개의 간헐천처럼 보인 것은 착시현상에 가까운 것이었다.

이 연구의 주저자인 NASA의 카시니 임무 과학자인 요셉 스피테일(Joseph Spitale)을 엔셀라두스 남극 지방에 존재하는 거대한 줄무늬 같은 지형인 타이거 스트라이프(tiger stripe)를 따라서 거대한 수증기의 커튼식 분출(Curtain Eruptions)이 확인되었다고 설명했다. 이 분출이 독립적인 제트(Discrete Jets)가 아니라는 이야기다.



커튼식 분출은 지구에서도 일부 화산 분출에서 확인되기는 하지만 엔셀라두스에서처럼 수백km에 달하는 거대한 장관을 연출하지는 않는다. 토성의 작은 위성이지만 그 신비는 절대 작지 않은 셈이다.

미래 NASA의 탐사 목표 중 하나는 바로 이 수증기 사이로 탐사선을 통과시키는 것이다. 그러면 정확한 구성 성분과 유기물의 존재를 증명할 수 있을지 모른다. 이 위성의 가장 큰 미스터리는 과연 내부에 존재하는 바다에 생명체가 존재할 수 있느냐는 것이다. 아직 그 답은 모르지만, 과학자들은 언젠가 그 답을 알아낼 것이다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

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