"지구보다 강력하다" 화산 위성 '이오' 수수께끼 풀릴까[사이언스 PICK]

주노, 30일 목성 위성 '이오' 상공 1500㎞ 근접 비행…화산 활동 심층 조사
근접 고해상도 사진 촬영도 시도…내년 2월 2차 근접비행 예정

갈릴레오 탐사선이 촬영한 목성 위성 '이오'의 지표면 모습. (사진=나사) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 '주노'가 오는 30일 목성의 위성 중 하나인 '이오'에 근접 비행한다. 최근 20여년 새 가장 가까이 이오에 다가가게 되면서 새로운 데이터 확보에 대한 기대가 커지고 있다.

29일 나사에 따르면 주노는 30일 이오 지표면에서 약 1500㎞ 떨어진 상공을 비행하게 된다. 나사는 이번 근접 비행을 통해 이오의 화산 활동에 대한 새로운 데이터를 확보할 계획이다.

이오는 해왕성 위성 트리톤과 함께 태양계에서 화산 활동이 나타나는 위성이다. 더욱이 화산 활동 빈도나 파괴력은 트리톤은 물론 지구보다도 훨씬 강력하다.

이오의 화산활동은 목성의 영향 때문이다. 이오는 평균 반지름이 1800㎞ 수준으로 달과 비슷한데, 갈릴레이 위성으로 묶이는 유로파·가니메데·칼리스토 중 목성과 가장 가깝다. 이오는 목성 중심부로부터 42만㎞, 대기 상층부로부터 35만㎞ 떨어진 곳에서 공전 중이다.

이런 구조에서 이오는 목성의 강력한 중력을 고스란히 받게 된다. 이오의 화산에서 분출된 물질은 최대 상공 500㎞까지 솟아오른다. 이같은 현상을 보이는 화산이 지표면에 수백개 이상 존재할 정도다. 태양계 역사상 가장 큰 화산 폭발의 기록도 이오가 갖고 있다.

이같은 활발한 화산 활동 덕에 이오는 일산화황, 이산화황, 염화나트륨 등으로 이뤄진 대기를 갖고 있을 것으로 추정되고 있다. 이오에 생명체가 존재할 가능성은 매우 낮지만, 태양계에 몇 안되는 화산 활동 위성인 만큼 향후 이오와 외계행성의 데이터를 비교해 생명체를 찾아내는 데도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

[나사·AP/뉴시스]목성 궤도를 도는 주노 탐사선의 모습을 그린 그래픽 이미지. 2016.07.05

이미 주노는 약 1만1000~10만㎞ 상공에서 이오의 화산 활동을 관측해왔다. 이오의 극지방을 처음으로 포착해 지구로 보내오기도 했다.

이번 근접 비행에서는 이오 화산활동의 근원 및 폭발 빈도, 지각 아래 마그마 바다의 존재 여부, 용암 흐름의 형태, 이오를 향한 목성 조석력의 영향 등을 조사하게 된다.

당초 주노의 임무는 대기·자기장 연구 등으로 사진 촬영은 주요 임무가 아니다. 하지만 드물게 찾아오는 근접 비행 기회인 만큼 이번에는 주노에 장착된 3대의 카메라가 모두 활용된다.

적외선 카메라로는 이오의 화산과 칼데라(화산 분지)에서 방출되는 열 신호를 수집하고, '주노캠 가시광 이미저'로도 이오의 모습을 촬영한다. 지금까지 촬영된 것들 중 가장 고해상도의 이오 사진도 찍을 계획이다.

나사는 이번 근접 비행의 영향으로 주노의 목성 공전 주기가 38일에서 35일로 줄어들 것으로 보고 있다. 내년 2월3일에는 이오 초근접 비행이 한 번더 예정돼있는데, 그 이후에는 공전 주기가 33일로 더 짧아진다.

나사는 "이번 두 차례의 근접 비행으로 주노는 이오의 거대한 화산들에 대한 심층적인 조사를 진행하게 될 것"이라며 "이전의 관측 데이터들과 이번 데이터를 결합하면 이오의 화산 활동 변화 추이를 더 자세하게 연구할 수 있을 것으로 기대된다"고 전했다.

한편 주노 탐사선은 나사의 외행성 탐사 프로젝트인 '뉴 프론티어' 계획의 일부로 지난 2011년 8월5일 발사됐다. 이후 5년 간 심우주 비행, 지구 스윙바이 등을 거쳐 2016년 7월4일 목성 궤도에 안착했다. 궤도 안착 이후에는 목성은 물론 목성 주변의 위성들에 대한 내부 조사를 실시하고 있다. 주노의 임무 종료는 2025년 9월로 예정돼 있다.

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