거대 소행성 충돌의 위력…‘목성 최대 위성’ 축까지 바꿔놨다 [아하! 우주]

[서울신문 나우뉴스]

목성 최대 위성 가니메데에 거대 소행성이 충돌해 천체 자체가 회전해 자전축이 이동한 것을 나타낸 이미지 / 사진=히라타 나오유키 고베대

40억 년 전쯤 목성 최대 위성인 ‘가니메데’가 거대한 소행성에 부딪혀 천체 자체가 회전하면서 자전축이 크게 이동했다는 연구 결과가 나왔다.

스페이스닷컴은 5일(현지시간) 일본 고베대의 행성 과학자인 히라타 나오유키 박사가 지난 3일 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표한 연구 논문에 실린 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 인용해 가니메데에 부딪힌 거대 소행성의 직경은 약 300㎞로, 6600만 년 전쯤 지구에 충돌해 공룡을 멸종시켰던 소행성보다 20배 더 컸을 것으로 예상된다고 보도했다.

히라타 박사의 이번 연구에 따르면, 이 같이 거대한 소행성만이 가니메데를 불안정하게 만들어 자전축이 이동하게 했을 것으로 예상된다.

이 연구에 참여하지 않았으나 논문을 면밀히 검토한 영국 레스터대의 행성 과학자인 리 플레처 교수는 이틀 전 보도된 영국 일간지 가디언과의 인터뷰에서 “이는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시계를 되돌려 가니메데 전역에 흉터(충돌 흔적)가 분포한 이유를 설명하는 깔끔한 시도”라고 평가했다.

히라타 박사는 가니메데에 소행성이 충돌한 이후 약 1000년에 걸쳐 천체 자체가 회전해 자전축이 이동하는 결과가 전개됐다고 추정한다. 그의 연구에 따르면 당시 소행성은 60~90도의 각도로 가니메데에 충돌해 직경이 1400~1600km인 크레이터(충돌구)를 만들고 충돌로 떨어져 나갔던 암석과 먼지가 떨어지면서 이를 부분적으로 채웠다.

목성 최대 위성 가니메데는 표면의 대부분에서 특정 지점(왼쪽, 붉은 십자가)을 중심으로 동심원을 형성하는 고랑(오른쪽)으로 덮여 있다. 이로 인해 1980년대 연구자들은 이것이 주요 소행성 충돌 사건의 결과라고 결론지었다. / 사진=히라타 나오유키 고베대

가니메데의 자전축 변화에 대한 증거는 이 같은 소행성 충돌로 인해 생성된 그릇 모양 분지의 파편화된 잔해로 추정되는 광범위한 고랑(동심원상 고리)이 있는 표면에 기반을 두고 있다. 가니메데의 적도 바로 아래에 남겨진 충돌 흔적에 대한 이번 분석에 따르면 충돌구가 목성과 반대쪽을 향하고 있는 것은 당시 소행성 충돌로 인해 위성 자체가 회전했기 떄문이다.

히라타 박사는 별도의 성명을 통해 가니메데는 소행성 충돌로 생긴 충돌구가 위성 자체 크기의 무려 25%에 도달했기에 원래의 표면은 완전히 없어졌을 것이라고 말했다.

과학자들은 가니메데에는 지구의 모든 바다를 합친 것보다 많은 물을 가진 바다가 숨겨져 있으며, 이는 당시 충돌로 이 위성의 지질과 내부 변화에 상당한 영향을 미쳤을 가능성이 크다고 보고 있다.

보이저 우주선과 갈리레오 탐사선은 모두 1900년대 후반에 가니메데의 이미지를 촬영하는 데 성공했지만, 이 위성의 많은 영역은 아직 충분한 해상도로 촬영되지 않아 그 역사와 진화를 과학자들이 이해하는 데는 한계가 있다. 예를 들어, 가니메데의 극적인 방향 전환으로 인해 아직 발견되지 않은 균열이나 다른 지각 지형이 표면을 가로질러 가속화됐을 가능성이 있다고 히라타 박사는 말했다.

윤태희 기자