천왕성 위성의 내부에 바다가 존재할 가능성이 제기되면서 관련 탐사가 진행될 전망이다. 태양계에서 두 번째로 먼 행성 천왕성은 위성 27개를 갖고 있으며, 미란다와 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론을 5대 위성으로 친다.
미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)는 27일 공식 채널을 통해 바다가 있을 것으로 여겨지는 천왕성 얼음 위성 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론에 대한 관측을 구체적으로 계획 중이라고 발표했다.
NASA JPL 관계자는 "천왕성 얼음 위성에 바다가 존재할 가능성은 이전부터 제기됐다"며 "5대 위성 중 미란다를 제외한 4개 위성의 확률이 가장 높은 만큼, 향후 정밀 관측을 통해 바다의 유무를 실제로 조사하게 된다"고 전했다.
NASA는 이달 초 아리엘, 움브리엘, 티타니아, 오베론의 얼음 층 밑에 바다가 있을 가능성이 크다고 주장했다. 특히 천왕성 위성 중 가장 큰 오베론과 티타니아의 경우 암모니아가 일종의 부동액 역할을 해 0℃를 밑도는 저온에서도 액체 바다가 유지될 것으로 NASA는 보고 있다.
얼음 위성 내부에 물이 있을지 모른다는 생각을 갖게 한 것은 행성 탐사선들이다. 1977년 발사된 NASA의 '보이저' 1, 2호는 비록 구식 장비지만 여전히 우주 공간을 누비며 태양계 행성과 위성들의 비밀을 벗겨냈다. 1997년 쏘아 올린 토성 위성 '카시니'는 20년간 토성과 다양한 위성들의 신비를 들여다봤다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 2021년과 올해 4월 발사한 목성 탐사선 '루시'와 '주스'의 활약도 기대된다.
학자들이 물과 외계 생명체가 존재할 수 있다고 보는 태양계 내부 위성은 지구의 간헐천 같은 플룸을 분출하는 토성 위성 엔켈라두스, 소행성대 준행성(왜소행성) 세레스, 명왕성 위성 카론이 대표적이다. NASA와 ESA 등은 이들 위성에 대한 근접 탐사를 위해 관련 프로젝트를 구상해 왔다.
천왕성은 거리가 멀다 보니 위성 관측도 쉽지는 않다. 천왕성과 각 위성의 접근 관측 데이터는 1986년 플라이 바이 탐사를 실시한 보이저 2호의 것이 유일하다. 천왕성 5대 위성의 경우 표면의 약 40% 수준의 데이터밖에 없다.
NASA는 현재까지 정보를 토대로 천왕성 5대 위성의 표면이 다공질 암석으로 뒤덮였고, 이것이 내부의 열을 보호하는 단열재 역할을 한다고 본다. 각 위성의 열은 탄생 직후 수백 년간 방사성 물질이 붕괴하면서 발생했고, 남은 열이 지표면 안쪽의 얼음을 녹이면서 바다가 형성됐다고 생각한다.
천왕성 위성들의 정밀 관측은 일단 제임스웹우주망원경이 담당한다. 제임스웹은 허블우주망원경 등 기존 장비와 비교할 수 없을 정도로 선명하고 광범위한 천체 관측이 가능하다. 근적외선 탐사 장비의 장점을 살려 우주 먼지나 가스에 가린 아득히 먼 천체까지 잡아낸다. NASA가 지난 4월 공개한 천왕성 사진은 고리를 11개나 담아 제임스웹의 뛰어난 성능을 보여줬다. NASA는 제임스웹을 이용해 토성의 고리 연대 측정도 계획하고 있다.
NASA JPL 관계자는 "제임스웹우주망원경은 관측 개시부터 1년도 안 돼 다양한 행성과 위성의 비밀을 밝혀냈다"며 "로만 망원경이나 유럽남천천문대(ESO)의 초대형 망원경(ELT)이 도입되면 각 장비의 관측 데이터를 교차 비교해 우리가 몰랐던 행성과 위성의 실체가 많이 드러날 것"이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
