토성 위성 엔셀라두스(Enceladus)의 '초음속 물줄기'... 지하 바다 존재

토성 위성 엔셀라두스의 '초음속 물줄기'... 지하 바다 존재

[팝뉴스] 2008년 11월 28일(금) 오전 09:55

 

 

 

토성의 위성 엔셀라두스에 생명체가 살 수 있는 액체 상태의 물이 존재한다는 증거가 발견되었다. 26일 NASA의 발표에 따르면, 토성 탐사선 카시니호가 촬영해 전송한 사진 등을 분석한 결과, 엔셀라두스의 남극 지역에서 솟구치는 거대한 '초음속 물줄기'가 포착되었고, 가스, 얼음 입자 등으로 구성된 것으로 추정되는 '초음속 물줄기'가 액체 상태의 물이 있음을 시사하는 증거라는 것.

토성 및 디오네, 야누스 등 다른 위성들과의 인력 때문에 발생하는 마찰열에 의해 엔셀라두스의 바다가 데워져, 이것이 시속 2100km가 넘는 '초음속 물줄기 기둥'을 일으킨다는 것.엔셀라두스의 내부에 지하 바다 형태로 된 액체 상태의 물이 있다는 증거라는 게 과학자들의 설명.

엔셀라두스는 지름 500km로, 표면 온도는 약 -210℃이다. 초음속 기둥이 포착된 남극 지역은 평균 표면 온도보다 훨씬 더운(?) 영하 93도라고 과학자들은 밝혔다. 남극 지역에 액체 상태의 물이 있다면 미생물 등 생명체가 존재할 가능성도 있다는 것이 NASA 측의 부연 설명이다.

NASA의 토성 탐사선 카시니호는 엔셀라두스 표면 위를 비행하면서 근접 사진을 촬영해 전송하는 등 각종 탐사 활동을 벌이고 있다. 태양계에서 지구 외에 생명체가 살 수 있는 물이 존재하는 것으로 추정되는 곳은 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스라고 과학자들은 덧붙였다.

엔셀라두스의 표면에서 분출되는 '초음속 기둥'에 관한 상세한 연구 결과는 과학 잡지 네이처호 최신호에 실렸다.

(사진 : NASA가 공개한 토성 위성 엔셀라두스의 '초음속 기둥' / NASA 자료 사진)

정진수 기자팝뉴스

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엔셀라두스 : 차갑고 젊은 위성 (Enceladus : A Cold, Youthful Moon) 

David F. Coppedge

1 년 전, 태양계 탐사 역사에 있어서 가장 놀라운 발견 중에 하나가 발표되었다. 그것은 토성의 작은 위성인(아리조나주 보다 폭이 작은) 엔셀라두스(Enceladus)가 분출을 했었고, 분출을 계속 하고 있는 중이라는 것이었다. 분출 기둥은 수개월 전부터 의심받아 왔었다. 그러나 2005년 11월 그 증거는 명백했다. 최고 초당 375kg의 물(water)이 절대온도 180도(-93℃)의 온도에서 분출되고 있었다. 이제 엔셀라두스는 지구와 이오(Io)처럼 활발하게 분출을 하고 있는 태양계 천체로서 가입되게 되었다. 더욱 놀라운 것은 그 분출은 남극 지역에서 모두 이루어지고 있다는 것이었다. 대게 극지방은 행성과 위성들에서 가장 추운 지역이다. 과학자들의 반응은 그들의 관측만큼 흥미로웠다.

엔셀라두스는 이례적인 천체로 알려져 있었다. 엔셀라두스는 태양계에서 가장 밝은 천체 중 하나로서 위성에 비치는 빛의 거의 모두를 반사하고 있다. 1981년에, 보이저(Voyager) 호는 반쯤 녹은 크레이터들과 다시 표면이 만들어진 지역을 발견하였다. 일찍부터, 엔셀라두스는 토성 탐사선 카시니(Cassini, 1997년 10월 발사)호의 주요 탐사 목표 중 하나였다. 엔셀라두스는 토성의 E-고리(E-ring)의 가장 짙은(밀도가 높은) 부위에서 공전하고 있었기 때문에, 과학자들은 엔셀라두스가 주 고리들 바깥쪽에 있는, 미세한 얼음 알갱이들로 구성되어있는, 이 넓고 퍼져있는 띠(band)의 공급처(source)가 될 수 있을 것으로 기대했었다. 이 고리는 지속적인 재공급 없이 수 세기도 유지될 수 없었을 것이었다.

카시니 호는 2005년 초부터 엔셀라두스 근처를 세 번 지나가게 되었다. 매번 지나갈 때 마다 놀라운 장면들을 추가시켰는데, 2005년 7월 14일 우주선은 엔셀라두스 표면 위로 단지 160km 상공을 스쳐 지나갈 수 있게 되었다. 그리고 즉각적으로 놀라운 장면들을 발견하였다. 그것은 길이 130km, 폭 0.5km 정도의 일련의 평행한 균열(cracks, 협곡)들을 발견한 것이었다. 카시니 팀은 이것을 ‘호랑이 줄무늬(tiger stripes)’라고 이름 붙였는데, 크레이터가 없는 남극(south pole)쪽에 집중적으로 나타나 있었다.

적외선 분광계(infrared spectrometers)는 이 협곡들 내부에서 가장 높은 온도를 측정했다. 그곳에서 검출된 얼음 결정(crystalline ice)들은 수십 년보다 더 오래 되어질 수 없었다. 덧붙여, 얼음과 먼지 분출물들이 이 지역에서 가장 높았다. 2005년 11월 배경조명을 받은 사진은 마침내 호랑이 줄무늬와 일치하는 열두 개(a dozen) 정도의 분출하는 기둥(plumes)들을 보여주었다. 물은 이들 기둥들로부터 실질적인 힘을 갖고 옐로스톤 국립공원의 간헐천(geyser)처럼 분출되고 있는 중이었다. 즉시로 얼어붙으면서, 그것의 일부는 엔셀라두스를 탈출하여, 토성의 E-고리에 들어가는 것이었다. 

이러한 발견은 2006년 3월 10일 사이언스(Science) 지에서 특집으로 보고되어졌다. 그리고 과학자들이 그 관측을 태양계의 추정 나이인 46억 년과 어떻게 조화시켜야 하는지에 대해서 의문을 가지기까지 그리 오래 걸리지 않았다. 현재의 분출 율이라면, 엔셀라두스는 그 기간 동안 위성 질량의 1/6을 분출했을 것이었고, 전체 질량을 재순환시켰을 것이었다. 그러나 그러한 활동을 유지시키기에 충분한 어떠한 방사능(radioactivity)이나 조류 유동(tidal flexing)도 보이지 않는다. 엔셀라두스는 매우 활발한 것이 명백하다. E-고리의 거대한 동요(surge)는 2004년 초부터 관찰되어졌었다. 이러한 분출이 드문 사건이어서, 카시니호가 이러한 분출이 있을 때에 단지 우연히 도착하게 되었다고 보는 것은 있을 것 같지 않다.

행성과학자들은 이러한 놀라운 관측을 고려하여 그들의 모델을 활발하게 고쳐 쓰고 있는 중이다. 그러나 엔셀라두스가 젊을지도 모른다는 매우 간단한 설명은 그들의 생각에서 고려 대상도 되지 않는 것처럼 보인다. 관측이 얼마나 비정상적이든지 간에, 어떠한 관측도 자신들의 이론에 도전하지 못한다는 사실은, 수십억 년의 오래된 연대가 하나의 교리(dogma)가 되었다는 확실한 신호인 것이다. 수십억 년이라는 태양계의 추정 나이는 이제 생각을 가두는 하나의 감옥(prison)이 되었다. 그러나 그러한 개념에 갇혀있지 않은 창조과학자들은 계속 전진할 것이고, 젊은 샘들을 계속 발견할 것이다.   

*David F. Coppedge works in the Cassini program at the Jet Propulsion Laboratory.