토성의 달 ‘엔셀라두스’의 줄무늬는 토성 중력 때문

얼음 지표면 아래에 지하 바다를 숨기고 있는 토성의 위성 엔셀라두스에 대한 또 하나의 비밀이 밝혀졌다.

13년간 토성과 그의 위성들을 탐사하고 있는 미국 항공우주국(NASA)의 카시니 우주선은 토성에서 여섯 번째로 큰 엔셀라두스의 얼음 지표면에서 물과 유기 화합물이 분수처럼 뿜어져 나오는 것을 발견했고, 이를 생명체가 살고 있을 가능성이 높을 것으로 추정한 바 있다.

또, 카시니 탐사선은 엔셀라두스 남극의 얼음 표면을 따라 평행하게 뻗어있는 호피무늬 형태의 4개의 커다란 줄무늬를 발견했었다. 하지만, 이 거대한 줄무늬는 그 동안 과학자들이게 미스터리로 남아있었다.

미국 UC버클리, UC데이비스, 카네기과학연구소 공동 연구팀이 엔셀라두스의 호피무늬 모양의 줄무늬가 생기는 원인을 연구해 과학 저널 ‘네이처 천문학(Nature Astronomy)’ 저널에 9일(현지시간) 발표했다고 IT매체 씨넷이 보도했다.

연구진은 엔셀라두스의 줄무늬가 생기는 원인을 알아보기 위해 수학적 모델링 기법을 사용했다. 커다란 4개의 줄무늬는 엔셀라두스의 남반구에만 나타나며 마치 거대한 발톱으로 긁은 것처럼 균일한 간격이 나타내고 있다. 이 줄무늬의 길이는 약 130km이며 줄무늬가 이루는 간격은 35km 정도다.

카네기과학연구소 천문학자이자 해당 논문 주저자인 더그 헤밍웨이(Doug Hemingway)는 “이런 줄무늬는 우리 태양계에서 알려진 것과는 전혀 다르다"며, “다른 얼음 행성이나 위성에는 이와 비슷한 것이 없다."고 밝혔다.

얼음으로 뒤덮인 엔셀라두스의 전체 모습 (사진= NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

연구진은 그 원인을 토성에서 받는 중력 때문이라고 설명했다. 엔셀라두스의 극 지방은 토성의 궤도를 돌면서 생기는 중력 때문에 어느 지역보다 가장 많은 열을 받게 돼 얼음 층이 매우 얇다.

엔셀라두스의 공전 궤도는 긴 타원형 궤도로, 이 과정에서 서로 다른 중력을 받게 되며 이 때문에 열이 발생했다 식었다를 반복한다는 것이 연구진의 설명이다. 때문에 이런 가열과 냉각이 결국 엔셀라두스 얼음 지표면에 압력을 가해 균열을 만드는 것이다. 또, 연구진은 이 균열은 북극이나 남극 모두에서 발생할 수 있지만 우연히 남쪽에서 먼저 발생한 것으로 예상했다.

헤밍웨이는 “엔셀라두스 얼음층에 대한 우리의 물리적 효과 모델링은 독특한 줄무늬가 생길 수 있는 고유한 사건과 과정들을 가리킨다.”고 밝혔다.