용암이 강처럼…‘불의 천체’ 이오, 8만km 거리서 근접촬영

목성 탐사선 주노, 화산위성 이오 첫 근접비행
2024년까지 9번 비행…1500km까지 접근 예정
지하 50km 깊이에 거대한 마그마 바다 있는듯

지난 7월5일 주노 탐사선이 8만km 거리에서 적외선장비로 촬영한 목성의 화산위성 이오. 밝게 빛날수록 온도가 높다. 나사 제공

2022년은 태양계 최대 행성 목성이 59년만에 지구에 가장 가깝게 다가온 해다. 한 해의 마감을 앞두고 목성 탐사선 주노가 지난 15일 목성에서 가장 가까운 위성 이오를 근접비행했다. 미국항공우주국(나사)이 이를 기념해 지난 7월 주노가 8만km 거리에서 찍은 이오 사진을 공개했다.

달과 비슷한 크기의 이오는 지금도 마그마가 꿈틀거리는 수백개의 화산이 있는 불의 천체다. 태양계에서 가장 화산이 많은 천체다. 화산은 적도 지역보다는 극지에 주로 분포해 있다.

지구의 2.5배에 이르는 목성의 강력한 중력이 이오 지하에 있는 마그마의 분출을 촉진한다. 미 캘리포니아공대 연구진은 이오 지하 50km 지점에 거대한 마그마 바다가 있는 것으로 추정된다는 연구 결과를 지난 11월 국제학술지 ‘플래니터리 사이언스’에 발표했다. 버클리캘리포니아대(UC버클리) 과학자들의 전파망원경 관측 데이터 분석에 따르면 이오의 용암 온도는 1000도가 넘는다.

용암이 흘러 만든 강의 길이가 수백km나 되는 것도 있으며, 화산에서 뿜어져 나온 이산화황은 목성과 인근 위성의 중력 영향으로 100km가 넘는 수직 기둥을 형성하기도 한다. 목성과 이오의 거리는 42만km로, 지구와 달 사이의 거리(38만km)보다 조금 더 멀다.

주노는 내후년 중반까지 이오를 9차례 근접비행할 예정이다. 이번 비행은 그 중 첫번째다. 9번의 근접비행 중 2차례는 이오에서 1500km 떨어진 지점까지 다가간다.

나사(미 항공우주국)는 “근접비행을 통해 이오의 고해상도 사진을 확보하고 이오의 화산 폭발이 목성의 강력한 자기장과 오로라에 끼치는 영향을 분석할 계획”이라고 밝혔다.

1997년 목성 탐사선 갈릴레오가 촬영한 이오. 파란색 기둥이 화산 폭발 장면이다. 나사 제공

지난해 나사는 2016년부터 목성을 탐사하고 있는 주노의 활동 기한을 2025년 9월까지 2년 연장하면서 목성의 4대 위성 중 3개 위성을 여러 차례 근접비행하기로 결정했다.

1610년 갈릴레이가 처음 발견해 일명 ‘갈릴레이위성’으로도 불리는 4대 위성은 목성과의 거리 기준으로 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토 순서로 목성을 공전한다. 이오를 제외한 3개는 얼음위성이다.

천동설이 지배했던 당시 갈릴레이의 발견은 태양계에서 처음으로 지구가 아닌 다른 천체를 도는 위성을 발견한 일대 사건으로, 근대 천문학의 탄생을 알리는 순간이었다.

앞서 주노는 지난해 태양계에서 가장 큰 위성 가니메데를 근접비행한 데 이어 올해 9월 목성에서 두번째로 가까운 얼음 위성 유로파에 352km 떨어진 지점까지 근접비행했다.

달보다 약간 작은 유로파는 15~25㎞ 두께의 얼음 표면층 아래에 물바다가 있는 것으로 추정된다. 나사의 허블우주망원경은 2016년 유로파 표면에서 최대 200㎞까지 물기둥이 치솟는 것을 관측한 바 있다. 과학자들은 유로파의 물바다에 생명체가 존재할 수 있을 것으로 본다.

토성 탐사선 카시니-호이겐스호가 토성으로 가는 도중 2001년 1월1일에 찍은 목성과 이오.

나사는 2024년엔 유로파 탐사선 ‘유로파 클리퍼’를 보낼 계획이다. 이 탐사선은 6년을 날아 2030년 유로파에 도착한다. 나사가 행성이 아닌 특정 위성만을 겨냥해 탐사선을 보내는 것은 유로파 클리퍼가 처음이다. 이는 생명체 존재 가능성과 관련해 그만큼 유로파에 거는 기대가 크다는 걸 뜻한다.

유럽우주국도 유로파 탐사에 나선다. 2023년 4~5월 목성 얼음위성 탐사선 주스(JUICE)를 발사할 예정이다. 주스는 2031년 목성 궤도에 도착해 3~4년간 유로파, 가니메데, 칼리스토 3개 얼음위성을 탐사한다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

1999년 목성 탐사선 갈릴레오가 13만km 거리에서 찍은 이오 위성. 나사 제공