목성 위성 '유로파', 태양 빛 반사하는 달과 달리 자체 발광 - 동아사이언스

강한 자기장 전자 복사 받아 어둠 속에서도 얼음 표면 빛나

[NASA/JPL-Caltech 제공/ 재판매 및 DB 금지]

목성의 4대 위성(달) 중 하나로 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 곳 중 하나로 꼽히는 '유로파'(Europa)가 어둠 속에서도 빛을 낼 수 있다는 연구 결과가 나왔다

태양 빛을 받아 반사하는 지구의 달과 달리 스스로 빛을 만들어낸다는 것이다.

미국 항공우주국(NASA)과 과학매체 '사이언스뉴스'(ScienceNews) 등에 따르면 제트추진연구소(JPL)의 무르티 구디파티 박사가 이끄는 연구팀은 모의실험을 통해 유로파의 자체 발광 가능성을 밝혀낸 결과를 과학 저널 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)을 통해 발표했다.

연구팀은 지구보다 14배나 강한 목성의 자기장이 유로파 얼음 표면에 끊임없이 전자를 복사해 빛을 내게 하는 것으로 분석했다.

연구팀은 이를 확인하기 위해 다양한 종류의 소금을 섞은 물을 유로파 표면 온도인 영하 173도로 얼려 얼음 시료를 만든 뒤 전자빔을 20초 이상 쏘아 유로파 표면과 같은 상황을 연출해 얼음에서 나오는 빛을 분광기로 분석했다.

그 결과, 얼음 시료들은 맨눈으로 볼 때 녹색이나 청색 또는 백색으로 빛났으며, 얼음에 섞여 있는 소금의 성분에 따라 밝기에 차이가 났다. 식용 소금인 염화나트륨(NaCl)이나 탄산나트륨(Na₂CO₃) 등이 함유된 얼음은 염분이 없는 순수한 물로 된 얼음보다 어두운 빛을 냈으며, 황산마그네슘(MgSO₄)이 들어간 얼음은 빛이 더 밝은 것으로 나타났다.

연구팀은 이런 실험 결과를 토대로 유로파가 태양 빛을 받지 않는 음영에서도 빛을 낼 수 있다는 결론을 내렸다.

구디파티 박사는 "유로파가 목성의 복사를 받지 않는다면 지구의 달처럼 (빛을 받지 않는) 음영 지역은 암흑에 묻혀 보이지 않았을 것"이라면서 "어둠 속에서도 빛이 나는 것은 목성의 전자 복사 때문"이라고 했다.

특히 태양 빛을 반사하는 것이 아니라 자체적으로 내는 빛을 분광 분석하면 유로파 표면 얼음 성분에 관한 추가적인 정보를 확보할 수 있다면서 이를 통해 유로파가 생명체 서식에 적합한지에 관한 단서도 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.

[NASA/JPL-Caltech 제공/ 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 실험실에서 유추해낸 이런 결과가 유로파 표면에서도 실제 이뤄지고 있다면 NASA가 2020년대 중반에 발사할 탐사선 '유로파 클리퍼'가 이를 포착할 수 있다고 했다. 유로파 클리퍼는 목성 궤도를 돌면서 유로파에 45차례 이상 2천700~25㎞까지 접근하며 근접 비행을 하게 된다.

유로파 클리퍼 미션 담당 과학자들은 이번 연구 결과를 토대로 탐사선 장비로 실험실에서 포착한 것과 같은 빛을 실제 포착할 수 있을지를 검토 중이다.

유로파를 덮고 있는 얼음의 소금 성분을 알 수 있으면 빙점이나 얼음의 두께, 얼음 밑 대양의 생명체가 서식 가능 여부 등에 관한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연합뉴스

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