태양계 이야기 1004 - 목성의 위성 이오에서 포착된 활발한 화산 활동

(IoIO image of Jovian sodium nebula in outburst Credit: Jeff Morgenthaler, PSI.)

(Time history of the brightness of Jovian sodium nebula at three different distances from Jupiter (top) and the Io plasma torus (bottom), showing several modest outbursts and one large outburst fall of 2022. Credit: Jeff Morgenthaler, PSI.)

( IoIO time sequence of singly ionized sulfur in the Io plasma torus showing how the structure rotates with Jupiter's powerful magnetic field which, like Earth's is not perfectly aligned with the rotation axis of the planet. Credit: Jeff Morgenthaler, PSI)

목성의 4대 위성 중 가장 안쪽에 있는 이오 (Io)는 화산 위성으로 유명합니다. 다른 위성들이 차가운 얼음으로 뒤덮혀 있는 반면 이오는 활화산과 화산 분출물, 그리고 황 성분이 많은 용암 대지로 구성된 매우 독특한 위성입니다. 다만 지구에서 거리가 멀기 때문에 화산 활동을 상세히 관측하기는 쉽지 않습니다.

행성 과학 연구소 (Planetary Science Institute)의 제프 모젠탈러 (Jeff Morgenthaler)가 이끄는 연구팀은 2017년부터 Io Input/Output observatory (IoIO) 시스템을 이용해 이오의 화산 활동을 관측하고 있습니다. 이 장치는 태양의 코로나 그래프와 비슷하게 훨씬 밝은 목성의 빛을 차단해 주변 위성과 위성 주변에 있는 이온화된 가스를 보는 장치입니다. 그러면 이오 표면을 직접 관측하지 않더라도 이오에서 나온 것이 분명한 나트륨 및 황의 이온화 가스 농도를 측정해 화산 활동 정도를 확인할 수 있습니다.

(동영상)

연구팀은 2022년 7월에서 9월 사이 시작되어 12월까지 지속된 나트류 및 황 이온 가스의 증가를 관측했습니다. 상당히 큰 규모의 화산 활동이 이 시기 벌어졌다는 의미입니다. 물론 구체적인 분화 사진을 찍기 위해선 근접 관측이 필요합니다. 이 임무는 현재 연장 임무 중인 주노 탐사선의 몫입니다. 주노의 이오 플라이바이는 2023년 12월에 예정되어 있습니다. 이때 얼마나 장엄한 화산 분출 장면을 보게 될지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2023-01-large-volcanic-outburst-jupiter-moon.html

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