NASA, "토성의 달에서 물과 메탄 발견"

“토성의 달 타이탄의 대기에는 풍부한 유기물을 함유한 공기가, 그 아래엔 분리된 얼음층과 바다, 그리고 지각 아래로 높은 압력을 받은 얼음, 더 들어가 타이탄 내부의 핵은 수소화규산염으로 구성돼 있다. 무엇보다도 물이 있었다.”

미항공우주국(NASA·나사) 과학자들은 토성탐사선 카시니호가 보내온 데이터를 통해 토성의 가장 큰 달인 타이탄의 베일을 벗겨내 29일 트루컬러 사진과 함께 데이터분석 결과를 발표했다. 나사 과학자들은 토성탐사선 카시니호가 보내온 데이터를 바탕으로 토성의 최대 위성 타이탄의 대기와 바다 지각층의 구성성분을 추정해 냈다.

과학자들은 거대한 타이탄이 토성주변을 돌면서 펴지고 압축된 것을 알아냈다. 이들은 만일 타이탄이 완전히 딱딱한 달이라면 중력이 이 달의 표면을 울퉁불퉁한 1미터 높이의 단단한 물결같은 굴곡을 만들어 냈을 것이라고 추정했다.

하지만 카시니호가 보내온 데이터를 점검한 결과 타이탄은 높이 10m의 물결모습을 보여주었다. 이 토성의 달이 완전히 딱딱한 바위로만 이뤄지지 않았다는 것을 보여주는 증거었다. 이 내용은 이 날 자 사이언스지에도 게재됐다.

연구팀의 일원인 루치아노 로마사피엔자대학교교수는 “카시니가 타이탄에서 발견한 거대한 물결은 깊은 바다가 있다는 숨길 수 없는 결론에 도달하게 한다“고 말했다.

그는 이어“물을 찾는 것은 태양계 탐사의 아주 중요한 목적 가운데 하나이며 이제 우리는 물이 풍부한 또다른 장소를 찾았다“고 말했다.

타이탄은 16일만에 토성을 한바퀴 도는데 과학자들은 이 달 공전의 다른 부분을 통해 달의 형성을 연구할 수 있었다. 타이탄이 공모양이긴 하지만 미식축구공처럼 약간 길어진 모양이기 때문에 태양쪽으로 다가갈 때 긴 축이 더 길어났다. 8일 후 타이탄이 토성에서 더 멀어졌을 때 타이탄의 축은 조금 짧아졌고 좀 더 둥근 모습을 띠었다. 카시니호는 이 밀고 당기는 중력효과를 측정해 냈다.

과학자들은 과연 카시니호가 ‘토성이 타이탄을 끌어당겨 생기는 울퉁불퉁한 부분을 잡아 낼지’ 확신할 수 없었다. 하지만 지난 2006년 2월27일부터 지난 해 2월18일까지 9년간 카시니가 타이탄에 가까이 다가갔을 때 확보한 6차례의 데이터를 바탕으로 토성의 달 타이탄의 내부구조를 알아낼 수 있었다. 나사의 딥스페이스네트워크(DSN)는 타이탄이 끌어당기는 중력 변화를 측정한 데이터를 사용했다.

새미 아스마르 나사제트추진연구소 연구원은 “우리는 엄청나게 민감한 측정을 하고 있었고 다행스럽게도 카시니와 DSN은 매우 안정된 통신연결을 할 수 있었다”고 말했다. 그는 “카시니가 보내온 데이터는 타이탄의 지표면에 드릴을 뚫을 수 없는 상황에서 이 달에 대한 구조를 제공하는 최고의 데이터였다”고 말했다.

타이탄의 바다층은 10m의 물결을 만들어 내기 위해 크거나 깊을 필요가 없다. 외부로 돌출된 변형되기 쉬운 껍질층과 딱딱한 맨틀 사이의 액체층은 타이탄이 토성주위를 돌때 타이탄의 표면이 솟아 오르거나 눌려지게 만들어 주었을 것이기 때문이다.

과학자들은 타이탄의 표면이 토성 등 다른 태양계 외행성의 달에도 넘쳐나는 물로 언 얼음으로 구성돼 있기 때문에 바다도 대부분 액체로 된 물일 것으로 추론하고 있다.

지구의 경우에는 달과 태양의 중력으로부터 생겨나는 물결이 지구표면을 잡아당긴다. 그리고 이 인력은 간만의 차이를 만들며 해수면을 60cm 정도 높인다. 태양과 달에 의한 인력은 물보다는 좀더 움직이기 어려운 지각을 약 50cm까지 부풀어 오르게 만든다.

토성의 최대 달 타이탄 지표 아래에 액체 층이 존재한다는 사실이 그 자체로 생명 존재를 말해주는 것은 아니다. 이 측정결과의 중요성은 타이탄에 존재하는 메탄이 보충되는 방식의 미스터리에 대한 보다 큰 설명을 해 준다는 데 있다. 과학자들은 액체가 바위와 접촉할 때 생명이 발생할 가능성이 더 크다고 보고 있다.

하지만 이들 측정결과만으로는 타이탄 바다의 바닥이 바위인지, 혹은 얼음으로 이뤄졌는지를 알 수 없다.

카시니팀의 조너선 루나인 코넬대 과학자는“타이탄의 모든 독특한 현상은 풍부한 메탄의 존재에서 시작되는 것이기 때문에 이번 측정결과는 매우 중요하다”며 “그럼에도 타이탄 대기의 메탄은 불안정하고 지질학적으로 짧은 시간에 파괴될 것이다”라고 말했다.

그는 “액체 층의 존재는 타이탄 내부에 어떻게 메탄이 축적됐는지, 어떻게 그것이 표면으로 나오는지를 알고 싶어하는 우리 과학자들에게 매우 중요하다”고 설명했다