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[아하! 우주] 다음 탐사는 천왕성?…파랗게 빛나는 태양계 행성 비밀 푼다

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▲ 2004년 케크 천문대 망원경으로 촬영한 천왕성과 고리의 합성 이미지. 천왕성 두 반구를 보여주고 있다(출처=Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/W.W. Keck Observatory)

태양계 끝자락에 위치한 천왕성을 탐사하기 위한 인류의 도전이 가시화되고 있다. 최근 미 국립과학원(NAS)이 행성 탐사의 과학적 목표와 미션을 제시하는 ‘행성과학 10년 계획’(planetary science decadal survey) 보고서를 통해 천왕성 탐사를 최우선 과제로 지정하고 이를 미 항공우주국(NASA)에 권고했다. 인류에게는 미지의 행성인 천왕성이 본격적인 탐사 대상에 오를 수 있는 계기가 마련된 셈이다.

태양과 지구 거리의 19배나 되는 먼 거리에서 태양을 공전하는 천왕성은 정확한 대기의 성분도 모를만큼 밝혀낸 데이터가 별로 없다. 인류가 처음으로 천왕성의 ‘얼굴’을 직접 본 것은 지난 1986년 1월 24일 ‘인류의 척후병’ 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나가면서다. 단 5시간 반의 근접비행 동안 보이저 2호는 8만1500㎞ 거리에서 파랗게 빛나는 천왕성의 모습을 보내왔다.

▲ 지난 1986년 보이저 2호가 촬영한 천왕성. 사진=NASA

태양을 공전하는데만 무려 84년이 걸리는 천왕성은 행성 내부의 열이 없어 −224.2°C(단단한 표면이 없는 가스행성이기 때문에 상부 가스 기준)라는 극한의 환경을 갖고 있는 ‘쿨’한 행성이다. 천왕성은 토성처럼 웅장하고 아름답지는 않지만 신비로운 고리를 무려 13개나 가지고 있으며 27개의 위성을 거느리고 있다. 특히 천왕성은 태양계 공전면에 대해 자전축 기울기가 무려 98도나 돼 아예 ‘건방지게’ 드러누운 자세로 태양을 공전하는 특징도 갖고있다.  

이번에 발표한 보고서는 천왕성을 '태양계에서 가장 흥미로운 천체 중 하나'로 규정하고 오는 2023년~2032년 사이 탐사에 착수할 최우선 과제로 꼽았다. 또한 보고서는 천왕성의 매우 낮은 내부 에너지, 활발한 대기 역학 및 복잡한 자기장을 풀어야 할 주요 과제로 제시했다. 이를 통해 NAS는 천왕성의 기원과 거의 누워있는 자세로 태양을 공전하는 이유, 많은 고리와 위성의 비밀을 알아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 밖에 보고서에는 주요 탐사 과제로 토성 위성 엔셀라두스를 방문해 생명체의 흔적을 찾을 것을 권고하는 내용도 담겼다.  

▲ 토성 위성 엔셀라두스의 모습. 사진=NASA/JPL-Caltech

보고서 작성에 참여한 영국 레스터대학 리 플레처 교수는 BBC뉴스와의 인터뷰에서 “우리는 목성처럼 큰 행성이나 지구같은 행성이 어떻게 형성됐는지 이해하고 있지만 아직 (천왕성과 같은) 중간 크기 행성에 대해서는 잘 모른다"면서 "천왕성 탐사 임무는 그 비밀에 대한 답을 줄 것"이라고 밝혔다.



한편 NAS는 10년 마다 우주 전문가 그룹을 모아 향후 탐사 목표를 집약한 10년 계획 보고서를 발표하고 있다. 지난 2011년 발표한 보고서에는 화성 시료 채취와 목성 위성 유로파 탐사를 제시한 바 있으며 실제로 NASA는 이 권고를 받아들여 화성 탐사로버 ‘퍼서비어런스’를 보냈으며 오는 2024년에는 목성과 유로파를 탐사할 ‘유로파 클리퍼’가 발사될 예정이다.

박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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