[표지로 읽는 과학]최대 깊이 500km 이르는 목성의 거대 폭풍

사이언스 제공.

제우스(목성)를 감시하기 위해 떠난 헤라(주노)의 보고서가 속속 도착하고 있다. 국제학술지 ‘사이언스’는 19일에 발간한 374호 표지로 목성 탐사 위성 ‘주노’가 촬영한 목성 대기의 광학이미지를 실었다. 목성 대기를 구성하는 수증기, 암모니아, 황화수소암모늄의 구성 비율에 따라 갖가지 색깔이 나타나고 있다. 주노는 이 대기층 내부를 들여다보기 위한 목적으로 발사됐다.

사이언스는 19일 주노를 통해 밝혀낸 목성 대기 내부 특성에 대한 두 가지 연구결과를 소개했다. 두 연구결과를 종합하면 목성 대기 표면의 지름 1만 6000km에 달하는 대적반이 깊이는 약 500km로 나타났다.

거대한 소용돌이인 대적반은 수백 년 동안 목성 표면에 자리하고 있지만, 표면 최상층에 국한된 것인지 목성 내부 깊숙이 영향을 끼치는지 밝혀지지 않았다. 이에 미국 사우스웨스트연구소와 미항공우주국(NASA) 제트추진연구소등 공동연구팀은 주노에 탑재된 마이크로파 측정기(MWR)를 이용해 이 대적반과 그 주변 2개 소용돌이의 수직구조를 조사했다. 그 결과 대적반은 목성의 구름이 형성되는 고도까지, 최상층부로부터 350km 이상 확장돼있는 것으로 나타났다. 이 고도에서 수증기와 암모니아가 응축돼 그 아래로 낙하하므로, 결과적으로 대적반이 목성 내부 깊숙이까지 영향을 끼칠 수 있는 셈이다. 

미항공우주국(NASA) 제트추진연구소와 미국 버클리 캘리포니아대 천문학과 등 공동연구팀은 중력 측정 장비를 통해 대적반 내 대기 밀도를 측정했다. 대적반에 의한 행성 대기의 중력 변동을 통해 내부 밀도를 파악하는 방식이다. 그 결과, 연구팀은 대적반 주변의 제트 기류는 3000km에 가까운 깊이를 가진 반면, 대적반의 깊이는 500km를 넘지 못한다고 밝혔다.

스콧 볼튼 미국 사우스웨스트연구소 연구원은 “목성의 아름답고 거대한 대기가 작동하는 방식을 처음으로 3차원으로 파악한 연구결과"라고 말했다.

[서동준 기자 bios@donga.com]