[아하! 우주] 목성의 거대한 뽀루지 ‘대적점’ 미스터리 풀렸다!

나사(NASA)의 전문가들은 목성의 대적점(목성의 남위 20°부근 붉은색으로 보이는 타원형의 긴 반점)은 목성 상층부 대기가 햇빛에 의해 분해된 단순 화학물질이라는 결론을 내렸다.

즉 쉽게 말해 '햇빛에 탄 부분'이라는 이 같은 결론은 목성 대적점의 근원에 대한 기존의 학설, 곧 대적점의 붉은 화학물질은 '목성 구름층 아래에서 나온 것'이라는 이론을 뒤집는 것이다.

나사 제트추진연구소 카시니팀의 켈빈 베인즈 박사는 "우리 모델이 보여주는 바로는 실제로 대적점의 대부분은 붉은색을 띤 물질로 된 상층부 구름 아래의 연한 색깔"이며 "햇빛을 받아 붉어 보이는 그 아래쪽의 구름은 사실 흰색이거나 회색일 가능성이 높다"고 밝혔다.

베인즈와 그의 동료 과학자 밥 칼슨, 탐 모머리는 2000년 카시니 호가 목성의 중력 보조 비행을 할 때 보내온 데이터와 일련의 실험 결과를 종합해 이같은 결론에 이르렀다.

이들은 실험실에서 암모니아와 아세틸렌 가스(목성 구름 성분)에 자외선을 쬔 가운데 폭발하는 실험을 했다. 자외선 조사는 태양이 목성 최상층부 구름에 미치는 효과를 그대로 재현하기 위해서였다. 그 결과 붉은빛을 띤 물질이 생성되었다.

과학자들은 이것을 가지고 카시니의 가시광 및 적외선 분광기(VIMS)가 보내온 대적점 데이터와 비교해보았다. 그 결과 그들이 조작해낸 붉은 물질과 대적점의 물질이 똑같은 빛의 산란 현상을 보임으로써 그들의 대적점 모델이 정확함을 입증했다.

목성 대적점은 붉은빛을 띤 물질이 구름의 최상층부에서 거대한 사이클론 같은 형태를 만들어내는 것으로 판명된 것이다. 구름의 상층부에 나타나는 이 붉은색 매개물 이론은 구름의 심층부에서 생성된 화학물질이 대적점의 원인이라고 보는 기존의 학설을 부정하는 것이다.

만약 붉은 물질이 아래로부터 위로 이동한다면 그것은 분명 다른 고도에서 더욱 붉게 보일 게 틀림없다. 목성은 거의 수소와 헬륨으로 이루어진 행성으로 다른 원소는 극소량이 있을 뿐이다.

그런 목성이 대체 어떤 원소의 결합으로 목성 구름 같은 색깔을 만들어내는지 과학자들은 크게 궁금해하고 있다. 그 원인을 알게 되면 거대 행성인 목성의 생성 비밀을 뚜렷이 밝혀낼 수도 있을 거라고 그들은 믿고 있다.

목성은 세 개층의 구름으로 둘러싸여 있다. 가장 높은 고도를 차지하고 있는 것부터 말하자면 암모니아, 암모니아 수황화물, 그리고 물 구름이다. 진한 붉은색이 대적점과 기타 조그만 점들에서만 보이는 이유에 대해서는 고도가 그 해답의 열쇠를 갖고 있을 거라고 과학자들은 생각하고 있다.

"대적점이 특히 엄청나게 크죠" 하고 베인즈가 설명한다. '대적점의 구름이 다른 어떤 구름보다 고도가 높습니다.' 연구자들은 대적점의 높은 고도가 붉은 색조의 농도를 증가시키는 것으로 보고 있다.

바람이 암모니아 얼음 알갱이들을 대기권 상층부로 불어 올리면 알갱이들은 태양의 자외선에 더욱 많이 노출되는 것이다. 더욱이 대적점의 소용돌이가 얼음 알갱이들의 탈출을 막음으로써 대적점의 구름 상층부는 비정상적으로 진한 붉은 색조를 띠게 되는 것이다.

이와는 달리 목성의 다른 부분은 오렌지색과 갈색, 어두운 적색이 뒤섞인 팔레트처럼 보인다. 목성 상공에는 밝고 엷은 구름이 덮인 부분이 있는데, 그 구름을 통해서 보면 대기층 깊숙이 더욱 다채로운 물질이 있는 것을 볼 수 있다고 베인즈는 밝힌다.

목성의 대적점은 격렬한 폭풍의 일종이다. 태양계에서 가장 큰 이 폭풍의 눈은 옅은 노란색과 오렌지색, 흰색의 층으로 둘러싸여 있다. 폭풍권 안에서 부는 바람의 속도는 시간당 수백 마일에 달한다고 나사의 과학자는 말한다.

사진= 위에서부터 목성의 대적점은 지구 크기의 두 배다. 북미대륙을 대적점 옆에다 놓으면 껌딱지처럼 보인다. 두번째 사진은 목성의 대적점만 포착한 모습. 목성 상층부 대기가 햇빛에 의해 분해된 단순 화학물질이라고 전문가들은 보고 있다.

이광식 통신원 joand999@naver.com