유로파 표면, 빛 없는 어둠 속에서 빛날 가능성 있다?

목성 위성인 유로파는 얼음으로 이뤄진 지각 내부에 물바다가 존재한다고 믿어지고 있으며 외계생명체가 존재할 가능성도 지적된다. 미 항공우주국 나사(NASA)가 이런 유로파 표면이 어둠 속에서 번쩍일 가능성이 있다는 연구 결과를 발표했다.

나사는 생명의 존재가 기대되는 유로파에 자세한 탐사를 계획 중이며 2023∼2025년 경에는 유로파 클리퍼(Europa Clipper)라는 탐사선을 쏘아 올릴 예정이다. 무인 탐사기 등을 개발, 운용하는 제트추진연구소 연구팀은 유로파 표면이 방사선을 받았을 때 영향에 대해 연구하고 있다.

목성은 대량 방사선을 내고 있는 것으로 알려져 있으며 위성 유로파에 대량 방사선이 쏟아지고 있다. 연구팀은 얼음 아래에 있는 유기물이 방사선 조사에 대해 어떻게 반응하는지 알아보기 위해 유로파 표면 얼음 성분을 재현해 실제로 방사선을 조사하는 실험을 실시했다.

과거 관찰 결과에 따르면 유로파 표면 얼음은 물이나 황산마그네슘, 염화나트륨 등 지구상에서 일반적으로 볼 수 있는 염화물로 이뤄져 있다고 볼 수 있다. 연구팀이 장비를 이용해 유로파 표면을 재현한 얼음에 방사선을 조사한 결과 유기물 이전에 얼음 자체가 방사선 조사에 의해 빛나는 모습이 확인됐다고 한다.

방사선이 얼음에 조사되면서 발광하는 건 준안정상태에 있는 전자가 방사선 조사에 의해 빛 에너지를 흡수해 기저 상태로 돌아올 때 발광하는 광자극 발광이라는 현상이 발생한다. 이 현상 자체는 이전부터 알려져 있으며 방사선량을 측정하는 선량계도 같은 구조가 이용되고 있다.

달이 어두운 밤하늘에 빛나는 태양빛을 반사하기 때문이지만 유로파 발광 구조는 달과 전혀 다르기 때문에 태양과잉 닿지 않는 측면에서 빛나고 있다는 지적이다. 연구팀은 만일 유로파가 방사선에 노출되지 않는 경우 우리 달처럼 태양 그늘이 되는 부분은 어둡겠지만 목성 방사능 탓에 유로파는 햇빛이 닿지 않는 어둠 속에서도 빛난다고 설명했다.

이번 결과는 연구팀에게 의외였다고 한다. 염화나트륨 식염수가 매우 약하고 번쩍이는 걸 볼 때 연구 방향을 바꾸게 됐다는 설명이다. 유로파 얼음이 발하는 빛은 육안으론 녹색으로 보이지만 얼음에 포함되는 염화물 조성이 변화하는 빛 색상도 달라지기 때문에 경우에 따라선 청색과 흰색으로 보인다. 연구팀은 이런 걸 볼 것이라고 상상하지 못했다면서 새로운 얼음 조성을 시도하자 빛이 다르게 보였고 분광계로 확인하자 얼음별 빛 스펙트럼이 달랐다고 밝혔다.

연구팀은 이 결과에서 유로파 탐사에 분광계를 이용해 빛 스펙트럼으로 얼음 조성을 밝힐 가능성이 있다고 밝혔다. 이런 성분 변화에 따라 유로파가 생활에 적합한 조건을 갖추고 있는지 단서를 얻을 수 있을 것이라고 덧붙였다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.