美항공우주국(NASA·나사)는 12일(현지시간) 허블망원경을 통해 유로파 남극의 얼음 지각 아래 바다가 있다는 기존 발견을 확인시켜 줄 증거를 발견했다고 발표했다. 허블우주망원경은 지난 해 12월 지구에서 8억km 떨어진 유로파의 수증기 분출 사진을 촬영했다.
연구원들은 수증기가 얼음표면에서 분출되고 있다고 보고 있다. 이것이 확인된다면 이 달은 태양계에서 수증기를 가진 두 번째 달(위성)이 된다. 나사는 앞서 지난 2005년 카시니 위성을 통해 토성의 두번째 위성 엔켈라두스의 표면에서 수증기 흐름과 함께 먼지가 분출되는 것을 찾아낸 바 있다. 엔켈라두스에서는 얼음과 먼지입자가 계속해서 발견됐지만 유로파에서는 단지 수증기 가스분출 현상만이 발견됐다.
이 발견은 12일자 사이언스익스프레스에 게재됐고 이 날 샌프란시스코에서 열린 美지구물리학회에서 발표됐다. 유로파는 표면이 얼음으로 덮여 있고 그 아래에 액체 상태의 물로 이뤄진 '바다'가 있어 태양계에서 생명체가 존재할 가능성이 가장 큰 곳 중 하나로 꼽힌다.
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| ▲ 과학자들이 본 유로파. 오른쪽에 목성, 그리고 저멀리에 아이오 위성이 보인다. 캘테크의 마이크 브라운, 제트추진 연구소 케빈 핸드가 지난 3월 이같은 유로파 모델을 제시했다. 1989년부터 2003년까지의 갈릴레오 위성 데이터를 바탕으로 나온 모델이다.<사진 나사/캘테크/제트추진 연구소> |
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| ▲태양으로부터 약 8억km 떨어진 목성의 달 유로파에서 수증기가 뻗쳐나오는 것을 상상한 렌더링. 과학자들은 유로파 남극의 딱딱한 얼음 아래 바다에서 이 수증기가 분출되는 것으로 보고 있다. 이 분출은 목성에서 멀어지면서 강해진다. 목성의 중력(인력)에 영향력을 받는 것으로 보인다.<사진= 나사/SWRI/콜로뉴대> |
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| ▲허블망원경이 목성의 남극근처의 얼음 위로 수증기가 치솟는 것을 발견했다. 과학자들은 허블망원경의 이미지 분광기로 오로라사진을 시간차로 추출, 이같은 사실을 알아냈다. 허블망원경 이미지분광기로 촬영한 유로파 남극근처 사진. 허블망원경이 지난 해 12월 촬영했다. <사진=나사/SWRI> |
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| ▲ 목성의 위성 유로파의 표면은 딱딱하게 얼어있다. 1996년 9월 촬영한 사진이다. 어두운 선은 구릉이고 파란 부분은 언 지역이다. <사진= 나사/제트추진연구소/애리조나대> |
과학자들은 허블우주망원경의 분광기 관측결과를 통해 목성 위성 유로파의 수증기를 찾아낼 수 있었다. 과학자들은 이미지 분광기에서 유로파 남극 주변의 오로라 사진을 시간차로 추출해 냈다. 그 결과 목성의 자기장 거품과 유로파의 표면에서 방출되는 수증기를 구분할 수 있었다. 로스는 유로파 표면의 딱딱한 얼음이 오랫동안 균열돼 왔으며 이것이 수증기를 우주로 배출되도록 했을 것으로 보았다.
허블망원경 팀은 유로파의 강력한 수증기 기둥을 찾았고 이는 토성의 위성 엔켈라두스에서 발견된 것과 비슷했다. 이 모습은 달이 목성에서 가장 멀리 떨어져 있을 때만 발견됐다. 즉 유로파가 목성에서 멀어지면 증기가 분출됐지만 목성에 가까이 갔을 때엔 유로파의 증기분출 틈새는 좁아지거나 닫혀져 증기가 나타나지 않았다. 과학자들은 목성과 유로파간에 지구와 달 같은 중력(인력)이 작용하기 때문에 이같은 현상이 나타나는 것으로 보고 있다.
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| ▲ 갈릴레오가 촬영한 목성의 위성 유로파의 표면부. 얼어있는 이 위성사진에는 흰색줄이 얼음평원위로 나있다. 검은 부분은 얼음과 먼지로 이뤄진 부분이다. <사진=나사/제트추진연구소> |
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| ▲ 갈릴레오가 촬영한 목성의 달 유로파. 여러장의 사진을 모자이크처리했다.갈릴레오가 1996년부터 99년까지 촬영한 6장의 사진을 합성한 것이다. <사진= 나사/ 캘테크/애리조나대> |
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| ▲ 유로파의 표면.다양한 줄, 점, 띠모양을 하고 있는 유로파 위성 표면의 특징을 보여준다.<사진= 나사> |
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| ▲ 갈릴레오위성이 지난 1997년 촬영한 목성의 위성 유로파의 표면에는 낮은 구릉이 보인다. <사진= 나사> |
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| ▲ 과학자들은 유로파의 얼음 지각 아래로 소금물 조류가 흐르면서 지각 아래 바닷물의 온도를 섭씨 0도로 만들어 주고 있는 것으로 추정하고 있다. 이번 허블망원경의 발견은 이를 확인시켜 줄 증거로 보인다. <사진=나사> |
허블망원경 관측에 따르면 유로파 중력은 엔켈라두스 중력의 12배에 달할 정도로 강하기 때문에 섭씨 영하 40도인 수증기는 대부분 우주로 날아가지 않고 201km에 달하는 남극표면으로 떨어진다. 이는 토성의 제 2 위성 엔켈라두스의 수증기가 우주로 날아가는 것과 다른 점이다.
과학자들은 유로파의 이런 현상이 유로파 남극 근처 표면을 밝게 만든 것으로 추정한다.
존 그룬스펠드 나사부국장은 “이것이 확인된다면 허블의 이 새로운 발견은 태양계에 인간이 거주할 만한 환경을 찾는데 있어 새로운 장을 열어주게 될 것”이라고 말했다.