화성도 한때 토성처럼 고리가 있었다?

'포보스와 화성 충돌→고리 형성' 과정 반복하면서 탄생

'붉은 행성' 화성이 한때 토성처럼 고리를 지녔을 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 CNN 등 주요 외신들이 3일(현지시간) 보도했다.

이번 연구 결과는 최근 개최된 미국 천문학회 제236차 회의에서 발표됐다. 연구진들은 화성의 위성 포보스와 데이모스에서 화성 고리에 대한 단서를 찾아냈다.

화성이 한때 토성처럼 고리를 지녔을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. (사진= 트위터 @MikeWehner)

포보스는 지름 27km의 커다란 분화구들로 뒤덮여 있는 위성으로, 화성과 아주 가까운 약 5,945km 거리에서 주위를 돌고 있다. 태양계의 어떤 위성도 포보스처럼 행성과 가깝게 위치하지 않는다고 알려져 있다.

문제는 포보스가 시간이 지나면서 화성과 점점 더 가까워지고 있다는 점이다. 이 현상은 아주 느리게 일어나고 있지만, 결국 포보스는 화성과 충돌하게 될 것으로 보인다. 연구진들은 이 충돌이 지금으로부터 5000만 년 안에 일어날 것으로 추정했다.

충돌로 생긴 파편 조각들 일부는 화성 지표면에 떨어지지만, 많은 파편들이 다시 대기 주위를 떠돌고 서로 충돌하고 먼지를 일으켜 화성의 고리를 만들 수 있다는 것이 연구진들의 설명이다.

화성의 위성 '포보스'의 모습 (사진=NASA/JPL-칼텍/애리조나대학)

더 흥미로운 점은 이렇게 생긴 고리가 다시 위성으로 변할 수도 있다는 것이다. 고리를 형성한 먼지와 파편들이 긴 세월 동안 뭉쳐져 다시 위성이 생기고, 이런 현상들이 주기적으로 반복된다. 이런 과정에서 포보스의 크기가 점점 작아졌을 것이라고 연구진은 설명했다. 연구진은 약 30억년 전 프로토포보스라고 불리는 위성이 위와 같은 충돌 현상과 고리로 변하는 과정들을 거치면서 현재의 포보스가 되었다고 밝혔다.

또, 화성에는 데이모스라는 이상한 위성이 있다. 이 위성은 다른 위성처럼 화성 주위를 공전하지 않으며, 2도 이상의 각도로 궤도를 돌고 있다. 연구진은 데이모스의 독특한 궤도가 과거 다른 위성과의 영향으로 발생한 것이라며, 과거 프로토포보스가 데이모스의 궤도에 영향을 미쳤을 것으로 전망했다.

일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 2024년에 포보스에 우주선을 보내 지표면에서 샘플을 수집해 지구로 돌아 올 예정이다. 멀지 않은 미래에 화성의 두 위성이 어떻게 형성되었는지에 대해 알 수 있게 될 것으로 보인다.