[아하! 우주] 적외선으로 본 엔셀라두스…토성 위성서 새 얼음층 발견

간헐천을 내뿜는 토성 위성 엔셀라두스가 과학자들이 생각했던 것보다 훨씬 더 역동적인 천체일 가능성을 보여주는 증거가 발견되었다. 미 항공우주국(NASA)의 퇴역한 토성탐사선 카시니의 데이터를 사용하여 생성된 새로운 이미지는 엔셀라두스의 북반구가 비교적 최근에 얼음으로 재포장되었음을 보여준다. 이 새로운 정보는 카시니가 우주로 얼음물을 내뿜는 100개 이상의 간헐천을 발견한 남반구의 상황에 비견될 만한 지질학적 활동으로 평가되었다.

이 같은 발견은 카시니의 가시광선 및 적외선 매핑 분광기(VIMS)로 분석으로 얻은 것으로, VIMS는 반사된 태양광을 사용하여 엔셀라두스의 열 신호를 조사하는 방법으로 북부 변화를 발견한 것이다.

프랑스 낭트대학의 VIMS 과학자이자 공동 연구자인 가브리엘 토비 박사는 “카시니의 적외선 눈 덕분에 우리는 시간을 거슬러올라가 북반구의 넓은 지역이 얼마 전까지만 해도 지질학적 활동을 했다는 것을 알 수 있게 되었다”고 밝혔다.

팀은 VIMS 데이터를 카시니가 캡처한 가시적 이미지와 결합하여 여러 영역의 적외선 및 가시광선 파장으로 엔셀라두스의 새로운 글로벌 지도를 제작했다. 이 지도는 적외선 신호가 최근 엔셀라두스의 지질학적 활동과 관련이 있음을 보여준다고 연구원들은 설명한다. 예컨대, 열 신호는 엔셀라두스의 남극 근처에 있는 ‘호랑이 줄무늬’의 균열과 일치한다는 것이다. 호랑이 줄무늬는 엔셀라두스의 지하 바다에서 물과 기타 물질을 우주공간으로 뿜어내는 간헐천의 출구이다.　​

그러나 이 새로운 지도에서 적외선이 엔셀라두스의 북반구에서 잡아낸 모습을 보고 과학자들은 놀라고 있다. 이 데이터는 얼음 표면이 북쪽에서도 발생했음을 시사하지만, 그 과정은 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 더 많은 얼음 제트가 그 원인일 수도 있지만, 지각의 균열을 통한 얼음의 느린 움직임일 때문일 수도 있다고 연구진은 밝혔다.

엔셀라두스는 태양계에서 외계 생명체가 서식할 수 있는 가장 유망한 거주지 중 하나로, 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 천체다. 엔셀라두스는 지하 바다와 지질학적 활동 외에도 유기체가 이용할 수 있는 에너지원을 가지고 있을 가능성이 높다. 엔셀라두스의 해저에서 일어나는 화학반응은 지구의 심해 열수 분출구 근처에서 서식하는 미생물의 화학반응과 유사할 것으로 추측된다.

가까운 미래에 엔셀라두스를 대상으로 한 미션이 계획되고 있지 않고 있는 만큼, 연구팀은 이전 미션에서 수집된 데이터에 의존해서 연구를 이어가야 할 상황에 있다. 카시니 데이터는 이러한 정보를 제공하는 데 지속적인 도움을 제공할 것으로 보인다.

1999년에 발사된 NASA의 토성 탐사선 카시니는 토성을 비롯하여 많은 위성들에 대한 데이터를 수집하는 등 토성의 경이로움을 밝혀낸 지 13년이 지난 후, 2017년 연료 고갈로 인해 마지막 미션 ‘그랜드 피날레’를 완료한 후 토성 대기로 뛰어들어 산화함으로써 미션을 마무리했다. 새로운 연구는 지난달 ‘이카루스’ 저널 온라인판에 게재되었다. 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 행성학 및 지구역학연구소 연구원인 로젠 로비델이 이끌었다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com