(New modeling shows that there likely is an ocean layer in four of Uranus' major moons: Ariel, Umbriel, Titania, and Oberon. Salty—or briny—oceans lie under the ice and atop layers of water-rich rock and dry rock. Miranda is too small to retain enough heat for an ocean layer. Credit: NASA/JPL-Caltech)
태양계의 위성 가운데 유로파나 엔셀라두스는 얼음 지각 아래 바다의 존재는 것으로 여겨지고 있습니다. 하지만 최근 과학자들은 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 태양계 천체가 훨씬 많다는 증거를 발견했습니다. 생각보다 복잡한 지형을 지닌 명왕성과 카론이 대표적입니다.
나사 제트 추진 연구소의 줄리 카스틸로-로게즈 (Julie Castillo-Rogez of NASA's Jet Propulsion Laboratory)가 이끄는 연구팀은 2023 Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 학회에서 천왕성의 가장 큰 위성 넷이 얼음 지각 아래 액체 상태의 물이 있을지도 모른다는 연구 결과를 발표했습니다.
목성의 위성인 유로파와 토성의 위성인 엔셀라두스는 목성과 토성의 강력한 중력고 공전 거리의 변동에 따른 내부 마찰이 발생하면서 열이 발생합니다. 하지만 천왕성은 그 정도로 강한 중력을 지니고 있지 않습니다. 천왕성도 작고 4대 위성의 크기도 가장 큰 티타니아가 지름 1560km이고 가장 작은 아리엘이 1160km 정도로 세레스보다 크지만, 명왕성보다 작은 수준입니다.
하지만 그럼에도 불구하고 연구팀은 위성의 모델을 연구해 암석 코어에서 나오는 방사선 붕괴에 따른 열 만으로도 액체 상태의 물 층이 존재할 수 있다는 연구 결과를 얻었습니다. 지구 같은 암석형 행성처럼 열에 의해 암석도 녹일 정도의 열은 당연히 만들 수 없지만, 물을 일부 녹일 정도의 열은 가능하다는 것입니다. 다만 5번째로 큰 위성인 마란다의 경우 지름이 470km에 불과해 얼음 지각 아래 액체 상태에 물이 있을 가능성이 낮아 보입니다.
다만 실제로 물이 있는지를 알아내는 과정은 유로파 같은 목성의 위성보다 어려울 수 있습니다. 설령 물이 있다고 해도 얼음 지층의 두께가 훨씬 두꺼워 깊숙히 있는 액체 층을 확인하기가 힘듭니다. 갈릴레오 탐사선이 유로파에서 한 것처럼 자기장을 통한 분석도 매우 어려울 것으로 예상됩니다.
한 가지 단서는 암모니아 같이 물이 얼지 않게 하는 물질이 풍부한지 알아보는 것입니다. 만약 이런 물질이 많다면 내부에 액체 상태인 부분이 있을 가능성이 그만큼 높아집니다. 다만 현재로써는 여기까지가 한계이며 더 자세한 정보를 알고 싶다면 결국 탐사선을 다시 보내 표면을 정밀 관측하거나 가능하면 표면 탐사선을 착륙시켜 지진파 등 중요한 정보를 수집할 필요가 있습니다.
참고
https://phys.org/news/2023-05-uranus-large-moons.html
Julie Castillo‐Rogez et al, Compositions and Interior Structures of the Large Moons of Uranus and Implications for Future Spacecraft Observations, Journal of Geophysical Research: Planets (2022). DOI: 10.1029/2022JE007432
댓글
댓글 쓰기