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2015년 9월 16일 수요일

태양계 이야기 422 - 엔셀라두스의 바다는 얼마나 클까?



(2005 년 당시 관측한 엔셀라두스의 표면. 흰색의 표면을 가진 이 작은 위성의 남반구에는 호랑이 무늬 같은 얼음의 균열이 보임. As it swooped past the south pole of Saturn's moon Enceladus on July 14, 2005, Cassini acquired high resolution views of this puzzling ice world. From afar, Enceladus exhibits a bizarre mixture of softened craters and complex, fractured terrains. Credit : NASA/JPL/Space Science Institute  )
 토성의 위성인 엔셀라두스는 간헐천의 존재로 주목을 받는 얼음 위성입니다. 이전에 여러 차례 설명했듯이 이 작은 위성은 토성의 강력한 중력과 주변 위성의 간섭으로 인한 기조력의 차이로 내부에 마찰열이 생기면서 내부에 액체 상태의 바다를  가지고 있다고 생각되고 있습니다.
 현재 과학자들은 엔셀라두스 내부에 바다가 있다는 데는 큰 의견의 접근을 봤지만, 과연 어느 정도 크기의 바다가 있는지에 대해서는 의견이 통일되지 않고 있습니다. 현재까지 데이터로는 사실 완전히 결론을 내리기 어려운 부분이 많기 때문입니다. 
 아마도 간헐천이 뿜어져나오는 줄무늬 지형인 타이거 스트라이프 아래에는 액체 상태의 바다가 있을 가능성이 높습니다. 이전에 나온 모식도에도 그렇게 묘사가 되어 있죠. 과거 간접적인 중력 분포 측정에서는 아마도 바다가 생각보다는 크지 않을 것이라는 분석도 나왔습니다.


(엔셀라두스 내부 구조의 모식도   Gravity measurements by NASA's Cassini spacecraft and Deep Space Network suggest that Saturn's moon Enceladus, which has jets of water vapor and ice gushing from its south pole, also harbors a large interior ocean beneath an ice shell, as this illustration depicts. Image Credit: NASA/JPL-Caltech)


 코넬 대학의 과학자인 피터 토마스(Peter Thomas, Cornell research scientist)는 저널 이카루스에 엔셀라두스의 표면 지형을 감안할 때 사실 엔셀라두스 내부의 바다가 전체적으로 분포할지도 모른다는 가설을 제시해습니다.


 그와 동료들은 카시니가 보내준 수많은 사진에서 엔셀라두스의 움직임을 매우 정밀하게 연구했습니다. 그 결과 이전에 생각했던 것처럼 엔셀라두스의 바다가 남극에만 쏠려 있다면 현재의 움직임을 - 좀더 정확히 말해서 칭동현상(libration) - 설명하기 어려울 것으로 예상했습니다.


 SETI의 과학자이자 공저자인 매튜 티스카레노(Matthew Tiscareno)는 만약 암석의 핵과 얼음이 그대로 연결되어 있다면 암석핵이 엔셀라두스의 흔들림인 칭동 현상이 더 적게 나타났을 것이라고 추정했습니다. 반면 액체의 바다가 핵을 둘러쌓고 있다면 더 크게 흔들리겠죠. (바다의 깊이 만큼 한쪽으로 더 쏠려서 움직일 것임. 아래 모식도 참조)  
 즉, 이들에 의하면 엔셀라두스에는 핵과 얼음 지층을 분리하는 액체층 (global layer of liquid separating the surface from the core)이 있을 것이라고 합니다. 한마디로 바다가 전체적으로 분포한다는 이야기죠.

(새로운 모델이 암시하는 엔셀라두스의 바다. Illustration of the interior of Saturn's moon Enceladus showing a global liquid water ocean between its rocky core and icy crust. Thickness of layers shown here is not to scale.
Credits: NASA/JPL-Caltech )    



 어느 쪽이 옳은 주장인지는 아직 검증이 어렵습니다. 가장 좋은 방법은 엔셀라두스 표면에 착륙선을 보내 지진파를 측정하거나 엔셀라두스 전체의 정확한 중력 분포를 측정하는 것이죠. 물론 둘 다 현재 어렵습니다.


 대신 엔셀라두스는 미래 태양계 탐사의 중요한 목표가 될 것입니다. 엔셀라두스에 얼마나 큰 바다가 있고 이 바다에서 생명체가 생길 만한 환경이 조성되었는지 밝히는 일은 우주에 얼마나 생명체가 흔할지를 검증하는 중요한 단서가 될 것입니다.


 참고





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