토성의 위성 엔셀라두스엔 얼마나 큰 바다가 있을까?

토성의 위성인 엔셀라두스는 지난 2005년 미국항공우주국(NASA)의 카시니 우주선에 의해 거대한 간헐천의 증거가 발견된 이후 과학자들의 주목을 받고 있다. 지름 500km의 얼음 위성에서 수증기와 얼음이 뿜어져 나온다는 것은 그 내부에 액체 상태의 따뜻한 물이 있다는 증거이기 때문이다.

이후 카시니 탐사선은 여러 차례 엔셀라두스를 관측했고 과학자들은 엔셀라두스 얼음 지각 아래 바다가 있다는 데는 어느 정도 의견의 일치를 이뤘다. 문제는 바다의 크기와 분포, 그리고 조성이다. 사실 이 문제는 엔셀라두스에 생명체가 있느냐는 질문과도 연결되어 있다.

만약 엔셀라두스에 충분한 크기의 바다가 있고 유기물이 있다면 생명체가 생길 가능성이 있다. 하지만 현재의 카시니 탐사선의 관측만으로는 확실한 답을 얻기 어려운 상태다.

작년에 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)의 과학자를 포함한 국제 과학자팀은 카시니가 간접 측정한 엔셀라두스의 중력 분포를 바탕으로 엔셀라두스의 바다가 간헐천이 뿜어져 나오는 남쪽에 몰려 있다는 연구 결과를 저널 사이언스에 발표했다. 이 연구 결과가 옳다면 엔셀라두스의 바다는 기존에 생각했던 것보다 약간 작은 셈이다.

그런데 코넬 대학의 피터 토마스(Peter Thomas)가 이끄는 연구팀은 카시니가 보내온 엔셀라두스의 사진을 정밀 분석해 이와는 다른 결론을 내렸다. 이들이 주목한 것은 엔셀라두스의 흔들리는 움직임인 칭동현상(libration)이다. 만약 엔셀라두스의 암석 핵이 얼음 지각과 그대로 붙어있다면 이 움직임은 비교적 작을 것이다.

하지만 실제 관측 결과는 예상보다 움직임이 커서 암석의 핵이 얼음 지각과 완전히 붙어있지 않을 가능성을 시사했다. 다른 말로 이야기 하면 '암석의 핵 – 액체 상태의 물 – 얼음 지각'으로 서로 분리되어 있다는 의미다. 이들의 주장이 옳다면 엔셀라두스의 바다는 위성 전체에 존재한다.

아직 어떤 모델이 옳은지는 확실치 않다. 엔셀라두스는 미래 태양계 생명탐사에서 중요한 목표이기 때문에 이 문제는 앞으로 학계에서 상당한 논쟁이 될 것으로 보인다.

카시니는 오는 10월 28일 엔셀라두스의 표면에서 불과 49km 정도 높이를 지나면서 간헐천을 관측할 예정이다. 다만 이 논쟁을 종식할 결정적인 정보가 얻어질지는 확실치 않다.

NASA는 엔셀라두스의 근접 관측 임무인 엔셀라두스 생명체 탐사선 Enceladus Life Finder (ELF)을 계획 중에 있지만, 아무리 빨라도 2021년 이전 발사는 불가능하다. 따라서 한동안 엔셀라두스의 바다는 과학계에서 격렬한 논쟁을 일으킬 것으로 생각된다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com