목성 위성 대기 중에 수증기 포함 증거 발견했다

미항공우주국 나사(NASA)가 목성 위성 가니메데 대기 중에 수증기가 있다는 증거를 발견했다고 발표했다. 스웨덴 왕립공과대학 연구 그룹에 의한 것으로 나사 허블우주망원경으로 관측한 데이터를 분석한 결과 가니메데 대기에 물 분자가 존재하는 증거를 찾아낸 것이다.

목성 위성인 가니메데는 1972년 파이오니어10호 관측을 시작으로 이후 다양한 탐사선 조사가 이뤄졌다. 예를 들어 보이저 계획에선 보이저 계획은 가니메데 정확한 크기를 밝혀 1996년부터 2000년까지 수행한 갈릴레오 탐사선 임무는 자신의 자기장을 갖고 있고 지하에 대량 물이 존재하는 걸 발견했다. 또 탐사선에 의한 조사와 허블우주망원경 관측에서 가니메데 표면이 얼음으로 덮여 있는 것이나 대기가 있는 것도 알려졌다.

1998년 허블우주망원경 영상 분광기를 이용해 가니메데 자외선 이미지가 세계 첫 촬영됐다. 자외선 이미지를 분석한 결과 가니메데 대기 상태를 나타내는 빛 패턴으로 두 관측 차이는 대기에 포함된 산소 분자에 의해 발생하는 것으로 생각했다. 이 때 산소 분자가 일으키는 것과는 또 다른 빛 패턴도 인정했지만 당시는 대기에 포함되어 있는 산소 원자 영향이 아닐까 추측했다.

하지만 이번에 스웨덴 왕립공과대학 연구팀이 허블우주망원경 분광기로 촬영한 자외선 스펙트럼을 촬영하고 이전 데이터와 비교해 산소 원자가 얼마나 포함되어 있는지 조사한 결과 가니메데 대기 중에 산소 원자가 거의 없었다고 한다.

따라서 왜 다른 빛 패턴이 관찰되는지 조사하기 위해 가니메데 내 오로라로 상대적 분포를 자세하게 분석했다. 그 결과 서로 다른 빛 패턴이 측정된 위치는 표면을 덮는 얼음이 녹아 승화할 정도 온도가 위치와 일치했다고 한다. 다시 말해 해당 장소 분위기는 얼음이 승화한 수증기가 포함되어 있기 때문에 대기 상태를 나타내는 빛 패턴이 다른 것이라고 추측했다.

대기 상태는 관측기기에 영향을 미치기 때문에 이번 발견은 앞으로 가니메데 탐사에 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 대기와 물이 존재하는 가니메데는 우주 개발에 있어서도 중요한 장소다. JUICE(Jupiter ICy moonsExplorer) 역시 표면과 지하 관측을 할 계획을 세우고 있다. 탐사선 발사는 2022년으로 예정하고 있으며 2029년 목성에 도달할 예정이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.