1만km 거리에서 본 ‘불의 천체’ 이오

목성 탐사선 주노, 1만1645km까지 근접비행
달보다 약간 큰 목성의 위성…활화산만 400여개

목성 탐사선 주노가 10월15일 1만1680km 거리에서 촬영한 이오 위성. 나사 제공

태양계 최대 행성 목성을 가장 가까이서 도는 위성 이오를 1만여km 거리에서 촬영한 사진이 공개됐다. 목성과 이오의 거리는 평균 42만km로, 지구와 달 사이의 거리(38만km)보다 조금 더 멀다.

미 항공우주국(나사)은 목성 탐사선 주노가 지난 15일 이오를 역대 가장 가까운 거리인 1만1645km 지점까지 근접비행하면서 사진을 촬영했다고 밝혔다. 사진 속의 얼룩덜룩한 무늬는 화산활동으로 분출된 용암이다.

지름이 3642㎞로 달보다 약간 큰 이오는 지금까지 알려진 활화산만 400여개로, 태양계에서 화산 활동이 가장 활발해 ‘불의 천체’로 불린다. 

이오의 266개 활화산 분포도. 이오 전역에 걸쳐 골고루 분포돼 있다. 점 크기가 클수록 분출 에너지가 크다. arxiv

나사 제트추진연구소 과학자들은 주노 탐사선의 적외선 이미저 및 분광계(JIRAM)로 266개의 화산을 분석한 결과, 이오의 활화산은 극지나 저위도나 모두 비슷하게 분포해 있으며 극지의 활화산 활동이 저위도보다 약한 것으로 나타났다고 사전출판 논문 공유집 ‘아카이브’에 최근 발표했다.

지구의 2.5배에 이르는 목성과 인근 위성들의 중력이 이오 내부에 마찰열을 일으켜 땅속 마그마의 분출을 촉진한다. 땅속 50km 지점에 거대한 마그마 바다가 있으며, 용암의 온도는 1000도가 넘는 것으로 추정된다. 화산에서 뿜어져 나온 이산화황은 목성과 인근 위성의 중력 영향으로 100km가 넘는 수직 기둥을 형성하기도 한다.

또 이오 화산에서 분출되는 이산화황 가스는 목성의 자기장 선을 따라 목성의 극지로 떨어지면서 대기권 상층부에서 강력한 자외선 오로라를 만든다.

10월15일 주노 탐사선이 촬영한 목성(오른쪽)과 이오 위성. 나사 제공

12월엔 1500km 거리까지 다가가

2022년 말부터 이오 근접비행을 시작한 주노는 그해 12월 8만km, 올해 5월 3만5000km, 7월 2만2000km 등으로 횟수를 거듭할수록 이오와의 거리를 좁혀가고 있다. 오는 12월30일과 내년 2월3일에는 1500km 지점까지 다가가며 내년 중반까지 총 9차례 근접비행한다.

나사는 “근접비행을 통해 이오의 고해상도 사진을 확보하고 이오의 화산 폭발이 목성의 강력한 자기장과 오로라에 끼치는 영향을 분석할 계획”이라고 밝혔다.

나사는 2016년부터 목성을 탐사하고 있는 주노의 활동 기한을 2025년 9월까지 2년 연장하면서 목성의 4대 위성 중 이오, 유로파, 가니메데 3개 위성을 여러 차례 근접비행하기로 결정했다. 주노는 이오에 앞서 2021년엔 가니메데, 2022년엔 유로파를 근접비행했다.

1610년 갈릴레이가 처음 발견해 일명 ‘갈릴레이위성’으로도 불리는 4대 위성은 목성과의 거리 기준으로 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토 순서로 목성을 공전한다. 이오를 제외한 3개는 얼음위성이다. 천문학자들이 지금까지 목성 궤도에서 확인한 위성은 모두 95개다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr