목성 위성 '유로파'서 마침내 물 확인…수증기 물 분자 형태

연합뉴스 | 입력 11/19/2019 09:17:41
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목성 위성 유로파 [NASA/JPL 제공]
보이저1호가 1979년 3월 2일 290만㎞ 밖에서 촬영한 것(왼쪽)과 보이저2호가 같은 해 7월 9일 촬영한 근접 컬러 사진(중앙), 1990년대 후반 갈릴레오호가 찍은 유로파(오른쪽)


물 존재 변죽만 울리던 간접 증거 넘어 직접 관측

 

목성의 위성 '유로파'에서 마침내 수증기 형태로 물의 존재가 확인됐다.

 

유로파는 1979년 보이저호를 통해 핏발 선 눈처럼 얼음 표면 위로 무수한 금이 가 있는 것이 포착되면서 두꺼운 얼음층 아래에 바다가 형성돼 있을 것으로 여겨져 왔다. 하지만 지난 40년간 물의 존재는 간접 증거로 변죽만 울렸을 뿐 직접 관측을 통해 확인되지 않아 왔다.

 

미국항공우주국(NASA)에 따르면 고더드 우주비행센터의 행성과학자 루카스 파가니니 박사가 이끄는 연구팀은 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호를 통해 유로파가 올림픽 규격의 수영장을 수 분 만에 채울 수 있는 양의 물(초당 2천360㎏)을 내뿜는 것을 확인했다고 밝혔다.

 

연구팀은 하와이의 마우나 케아 산 정상에 있는 W. M. 켁 천문대의 분광기로 적외선을 흡수 또는 방출하는 것을 분석해 대기 중의 물 분자 존재를 확인했다.



갈릴레오호가 포착한 유로파 표면[NASA/JPL-Caltech/애리조나대학 제공]


연구팀은 2016~2017년에 17일 밤에 걸친 관측 중 단 한 차례만 포착될 정도로 수증기 분출이 드물지만, 지구에서 포착할 만큼 충분한 양이라고 밝혔다.

 

파가니니 박사는 "생명체에 필요한 3가지 요건 중 탄소와 수소, 산소, 질소, 인, 황 등 필수 화학원소와 에너지원은 태양계 도처에서 발견되고 있지만 나머지 하나인 물은 지구 밖에서는 찾기가 어려웠다"면서 "액체 상태의 물을 직접 확인한 것은 아니지만 수증기라는 물의 차선 형태로 이를 찾아냈다"고 했다.

 

유로파는 목성이 가진 79개의 위성 중 크기가 큰 4대 위성 중 하나로 갈릴레오 갈릴레이가 1610년 처음 발견했다. 생명체의 필수 조건인 물이 있을 것으로 여겨져 많은 연구가 이뤄져 왔지만 지금까지는 감질나는 증거들만 확인돼 왔다.

 

미국의 갈릴레오호가 1995년부터 8년간 목성 궤도를 돌면서 유로파와 인접한 목성의 자기장에 교란 현상이 생기는 것을 측정해 유로파 얼음층 밑에 전도성 액체인 짠물이 존재할 가능성이 높은 것으로 제시하기도 했다. 


또 2013년에는 허블우주망원경을 통해 목성의 대기에서 물 분자(H₂O)를 구성하는 수소와 산소 원자를 포착했으며, 몇년 뒤에는 유로파가 목성 앞을 지나갈 때 수증기 기둥같은 윤곽이 포착되기도 했지만 물의 존재를 입증하는 확정적 증거는 되지 못했다.

 

이번 수증기 관측 결과는 수킬로미터 두께의 유로파 얼음층 아래에 지구 두 배에 달할 수도 있는 바다가 존재할 수 있다는 가설을 뒷받침해주는 것으로 받아들여지고 있다.

 

연구팀은 2020년대 중반에 '유로파 클리퍼'호가 발사되면 유로파 궤도를 돌면서 수증기 이미지를 확보하고 질량분석기를 통해 대기 중에서 발견되는 분자 샘플을 분석할 수 있을 것으로 내다봤다. 유로파 클리퍼는 미래의 착륙선이 내려앉아 샘플을 수집할 수 있는 장소도 물색하게 된다.