토성의 달 ‘미마스’엔 ‘젊은 바다’가 숨겨져 있다

토성의 위성인 미마스의 상상도./Frédéric Durillon, Animea Studio, Observatoire de Paris–PSL, IMCCE

토성의 가장 작은 위성인 미마스(Mimas)의 얼어붙은 표면 아래에도 바다가 있을 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 미마스의 바다는 500만~1500만년 전 생성된 ‘젊은 바다’여서 태양계 생명 기원을 연구하는데 중요한 역할을 할 전망이다.

프랑스 파리천문대 발레리 레이니 박사팀은 미마스의 관측 데이터를 분석한 결과 이 같은 결론을 내렸다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학 학술지 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다.

연구의 공동저자인 런던 퀸메리대학교 천문학과 닉 쿠퍼 박사는 “미마스는 직경이 약 400킬로미터에 불과한 작은 달로, 표면이 심하게 갈라져 있어 그 아래에 바다가 숨겨져 있을 것으로 보이지 않았다”며 “이번 발견으로 미마스는 토성의 다른 위성인 엔셀라두스와 목성의 위성 유로파처럼 내부 바다가 있는 위성 클럽에 추가되었지만, 바다가 500만~1500만 년 된 것으로 추정되는 매우 젊은 위성이라는 독특한 차이점이 있다”고 했다.

미마스는 그간 바다가 있을 가능성이 거의 없는 것으로 여겨져왔다. 고체 표면 아래 바다와 같은 액체가 있을 경우 일반적으로 표면에 변형이 일어나 관측할 수 있기 때문이다. 앞선 연구에서 미마스의 자전운동과 궤도에 진동 현상이 포착돼 이런 현상이 나타나는 원인을 찾는 과정에서 이번 발견이 이루어졌다.

연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니호가 보낸 미마스 관측자료를 분석해 미마스의 진동이 내부의 영향을 받는다는 사실을 밝혔다. 이후 시뮬레이션을 통해 위성의 내부가 암석이 아닌 바다와 같은 물로 가득 차있을 때 미마스의 측정 데이터에서 나타난 진동을 설명할 수 있다는 결론을 내렸다.

연구팀에 따르면 미마스는 두께 20~30㎞의 얼음으로 둘러싸여있고, 바다가 그 아래에 위성 전체에 걸쳐 있는 것으로 보인다. 이 바다는 현재도 진화 중인 원시 바다일 것으로 추정됐다.