달에 많은 양의 물이 존재한다는 연구 결과가 공개됐다.
미국 IT매체 씨넷 26일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 소개된 두 개의 연구 결과를 자세히 소개했다.
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적외선 망원경 SOFIA로 달 표면에서 물 분자 포착해
첫 번째 연구 결과는 미국 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터 케이스 호니볼 박사 연구팀이 공개한 것이다. 연구진은 적외선 망원경 ‘성층권적외선천문대(SOFIA)’를 통해 달 표면에서 물 분자의 분광 신호를 발견했다. 연구진은 달 표면에 존재하는 분광 신호가 수산기(수소-산소 화합물, hydroxy)가 아닌 물 분자인 H2O에서 나온 것임을 확인했다.
미국 하와이대학 행성 과학자이자 해당 논문 공동저자인 슈아리 리(Shuai Li)는 이번 검출은 매우 독특하다고 밝히며, 물 분자가 새벽, 정오, 황혼 사이에 온도가 급격히 변동하고 자외선에 노출되는 달 표면에서 감지되었다고 설명했다. 그는 "우리가 알고 있는 바에 따르면, (물이 아닌) 다른 것이 될 수 없다"라고 덧붙였다.
그는 2018년 달의 극 지방에서 얼음을 감지했던 연구진의 일원이기도 하다. 당시 달에서 발견된 얼음은 햇빛을 받지 않는 영구적으로 그늘진 지역인 ‘영구음영지역(콜드트랩)’에서 발견됐지만, 이번 연구에서 달에 물이 존재하는 지역이 예상보다 많다는 것을 알려준다.
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이번 연구에는 보잉 747기를 개조해 만든 적외선 망원경 SOFIA가 사용됐다. 현재 이 망원경은 NASA와 독일 항공우주센터 DLR이 운영하고 있다.
연구팀은 이번 연구를 위해 SOFIA의 관측 지점을 햇볕이 잘 드는 두 곳을 선정했다. 하나는 남반구 고위도에 있는 클라비우스 분화구 근처, 다른 하나는 적도와 가까운 곳이었다. 이번에 물 분자가 발견된 곳은 클라비우스 분화구 주변이다. 연구진은 남반구 고위도 지역에 물 분자가 100~412 ppm 정도로 존재하며, 달 표면에서 증발하지 않고 토양 알갱이 사이에 보관된 것으로 추정했다.
또, 태양풍이 달 표면에 물을 만드는 데 기여할 수 있다고 밝혔다. 태양은 달과 충돌하며 수소 원자를 내보낸다는 설명이다. 연구진은 클라비우스 분화구 주변에서 수산기가 거의 발견되지 않았고, 미세 운석의 영향이 수소와 산소 원자를 동원해 물로 바꾸는 데 도움이 될 수 있다고 제안했다.
콜드트랩, 기존 예상보다 두 배 이상 존재
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또, 물이 얼음 형태로 보존돼 있을 수 있는 '영구음영지역(콜드트랩)'이 기존 예상보다 훨씬 많다는 연구 결과도 함께 공개됐다.
미국 콜로라도대 폴 헤인 천체물리학 조교수는 NASA 달정찰궤도선(LRO) 자료를 기반으로 수치모델을 활용해 달에 콜드트랩이 다양한 크기와 형태로 존재한다는 연구 결과를 제시했다.
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연구진은 콜드트랩이 이전에 생각했던 것보다 두 배나 많이 달의 극지방에 형성되어 있으며, 많은 콜드트랩은 지름이 1cm에 불과할 것이라고 설명했다. 연구진은 “우주비행사가 얼음을 찾아 음영지역 안으로 깊이 들어갈 필요 없이 주변에서 1m짜리 음영을 찾아내 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.
이번 연구결과는 콜드트랩에 실제로 얼음이 있는지는 입증하지 못했지만, 만약 거기에 얼음이 갇혀있다면 미래 달 탐사에 중요한 요소가 될 수 있다고 씨넷은 전했다.