천왕성이 가진 5대 위성(달) 중 네 개가 얼음 표면과 핵 사이에 대양을 갖고 있을 가능성이 큰 것으로 제시됐다.

7일 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 제트추진연구소(JPL) 행성과학자 줄리 카스틸로-로게스 박사가 이끄는 연구팀은 보이저2호의 1986년 근접비행 관측 자료 등을 새로운 컴퓨터 모델로 구축해 재분석한 결과를 '지구물리학 연구 저널'(Journal of Geophysical Research)에 발표했다.

지금까지는 지름이 1천580㎞로 천왕성의 위성 중 가장 큰 '티타니아'(Titania)만 방사성 붕괴로 인한 내부 열을 가져 얼음층 밑에 바다를 갖고 있을 것으로 추정됐다.

▲ 허블 우주망원경으로 관측한 천왕성과 주변의 고리 및 위성.

다른 위성들은 천왕성 중력에 따른 열만 가져 대양을 형성하기에는 충분치 않을 것으로 여겨져 왔는데 이를 뒤집은 것이다.

천왕성은 적어도 27개 이상의 위성을 갖고 있으며, 티타니아를 필두로 오베론(Oberon·1천520㎞), 움브리엘(Umbriel·1천170㎞), 아리엘(Ariel·1천160㎞), 미란다(Miranda·470㎞) 등이 5대 위성으로 꼽힌다.

연구팀은 대양을 가진 행성이나 위성 탐사 과정에서 확인된 내용을 보완하고 천왕성 위성과 비슷한 크기를 가진 얼음 위성들에 대한 지질 및 화학 탐사 결과를 반영해 새로운 컴퓨터 분석 모델을 구축했다.

이를 통해 천왕성 위성의 표면이 어느 정도의 열 투과성을 가졌는지를 측정했는데, 대양을 갖는 데 필요한 내부 열을 유지할 수 있을 만큼의 충분한 열 차단 역할을 했을 것으로 분석됐다.

▲ 천왕성 5대 위성 내부 구조.

이와 함께 뜨거운 액체를 방출해 따뜻한 환경을 유지함으로써 잠재적으로 생명체가 서식할 수 있게 해주는 암석 맨틀의 잠재적 열원도 있을 것으로 추정됐는데, 티타니아와 오베론이 가장 가능성이 높은 것으로 제시됐다.

5대 위성 중 가장 작으면서 행성에 가장 가까이 있는 미란다는 한때 대양을 갖고 있었지만 지속하지 못하고 얼어붙었을 것으로 분석됐다.

연구팀은 내부 열이 위성의 대양 유지의 한 요소에 불과한 것으로 지적하면서 암모니아와 염화물이 동결방지제와 같은 역할을 하며 얼음층 밑에 대양을 유지하는 데 기여했을 것이라고 했다.

연구팀은 새 컴퓨터 모델을 통해 얻은 이런 결과들이 앞으로 추진될 천왕성 탐사선의 과학 장비를 효율적으로 구축하는 데 도움이 될 것이라고 했다.

천왕성은 미국의 영향력 있는 과학자 단체인 '국립 과학·공학·의학원'(NASEM)이 지난해 발표한 '2023 행성 과학 및 우주생물학 분야 10년 조망'에서 최우선 탐사 대상으로 삼을 것을 권고한 바 있다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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