목성 대적반, 깊이는 최대 500km 정도?

목성을 주회하고 있는 미항공우주국 나사(NASA) 주노 탐사기 관측 데이터로부터 거대 가스 행성에서 특징적인 대적반 내부 구조가 밝혀졌다.

주노는 2016년 목성 궤도에 들어가 지금까지 37회 접근 관측을 실시했다. 그 때마다 전용 관측 기기로 목성 내 두꺼운 구름 아래를 찾아왔다. 관측기기 중 하나인 마이크로웨이브 방사계 MWR은 구름 아래를 들여다보며 소용돌이치는 폭풍 구조를 조사할 수 있다.

목성에는 무수한 소용돌이 모양이 있지만 가장 큰 건 말할 것도 없이 큰 적반이다. 지금부터 200년 전에 발견된 거대한 고기압 지역은 지구가 들어갈 만큼 면적이 크다. 하지만 이는 목성 대기 표면에만 보이는 것인지 아니면 두꺼운 대기 안쪽까지 계속되고 있는 것인지 연구자도 알지 못했다.

이번 연구에선 주노가 얻은 데이터로부터 대적반 내부 구조에 대해 상당히 정확하게 파악할 수 있었다고 보고하고 있다. 주노는 대적반 깊이를 알기 위해 중력장을 측정했다. 대적반은 거대한 폭풍이기 때문에 여기에 생기는 경미한 중력 혼란을 검출하는 것으로 깊이를 측정할 수 있다고 한다.

이렇게 해서 얻어진 데이터를 분석한 결과 깊이는 적어도 300km, 깊은 곳은 500km라는 걸 알게 됐다고 한다. 지구가 들어갈 만한 표면 크기에 비하면 깊이가 500km 밖에 안 되는 건 매우 얕다고 할 수 있다. 하지만 500km라고 하면 지구부터 상공을 본 고도로 말하면 국제우주정거장보다 훨씬 높은 상공이다.

대적반 깊이를 알면 새로운 수수께끼도 생긴다. 먼저 대적반 깊이는 주위 제트기류 깊이 3,000km에 비하면 얕은 것인데 왜 그렇게 되어 있는지다. 나사 연구팀 관계자는 깊이 500km당 몇 가지 현상이 있어 이게 대적반을 약화시키고 있다고 여기고 있다.

아직도 목성 대기 깊숙한 곳에서 무슨 일이 일어나고 있는지는 밝혀지지 않은 게 많다. 그럼에도 주노 관측 덕분에 대적반 전체상을 지금까지보다 훨씬 자세하게 알 수 있게 됐다. 연구팀은 일부 기존 연구자들은 대적반 깊이가 수십km 밖에 안 된다고 생각하기도 했다고 한다. 나사는 주노 운용을 당초 2021년 7월까지 할 예정이었지만 현재는 최장 2025년까지 계속할 방침으로 바꾼 상태다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.