천왕성 5대 위성 중 네 개 모두 얼음층 밑에 대양 가진 듯

보이저2호 자료 새 모델로 재분석…가장 작은 '미란다'만 예외

허블 우주망원경으로 관측한 천왕성과 주변의 고리 및 위성 [NASA/JPL/STScI 제공/ / 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 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.

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.

천왕성 5대 위성 내부 구조 [NASA/JPL-Caltech 제공/ / 재판매 및 DB 금지]

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.

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.

eomns@yna.co.kr

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