토성 위성 얼음 아래 바다가?

영화 스타워즈 시리즈에 등장하는 우주 요새인 데스스타는 거대한 천체형 군사 우주 정거장이다. 이런 데스스타를 닮은 것으로 알려져 있는 토성 제1위성인 미마스에 대해 얼음 아래에 액체 바다가 있을 가능성이 지적되고 있다.

1798년 발견된 미마스는 직경 400km 천체이며 표면에는 수많은 크레이터와 협곡이 존재한다. 미마스 크레이터 중 가장 큰 건 직경 130km이며 주변 높이는 5km, 바닥면 깊이는 10km, 크레이터 중앙 언덕 높이는 6km다.

이런 미마스는 스타워즈 시리즈에 등장하는 군사 우주 정거장 데스스타와 비슷하다거나 열 분포도가 팩맨과 비슷하다고 지적되고 있다. 미항공우주국 나사(NASA)도 미마스는 데스스타와 비슷하다는 이미지를 만들기도 했다.

미마스에 대해선 나사 등이 발사한 토성 탐사선 카시니 관측 데이터로부터 칭동(libration)이라고 불리는 진동 운동을 실시하고 있다는 게 알려져 있다. 미미스 칭동은 자신의 궤도 운동만으로 설명하기 어렵기 때문에 이전부터 미마스 내부에는 바다가 있는 건 아니냐고 지적되고 있었다.

그런데 내부에 바다가 있다면 조수력에 의해 미마스 표면 얼음에 균열 등이 보일 것이라는 반론도 있고 칭동은 다른 요인에 의한 게 아니냐는 설도 있다. 미국 사우스웨스트연구소 연구팀은 엔케라두스와 유로파 같은 내부에 바다를 가진 행성은 표면 균열과 다른 지질학적 징후를 나타낸다고 밝히고 있다.

따라서 연구팀은 토성과의 중력 상호 작용에 의해 미마스 내부가 따뜻해지는 조수 가열에 의해 표면 얼음을 파괴하지 않고 내부에 액체 바다를 가질 수 있는지를 조사하는 모델을 만들었다. 그리고 조수 가열 모델에 의한 분석을 실시한 결과 미마스에선 표면에 두께 24∼31km 얼음을 가진 채 내부에서 액체를 유지할 수 있는 걸 알게 됐다. 연구팀은 이번 시나리오가 특별히 조정은 가한 건 아니고 얼음 외각 안정성에서 현실적 시나리오이며 칭동 관측 결과와도 일치하는 것이라고 주장하고 있다.

연구팀은 미마스가 바다를 갖고 있다는 건 표면에서 바다가 새지 않는 새로운 스텔스 타입 해양 세계 존재를 나타낸다며 결국 미마스 표면에 대한 이해는 잠재적으로 거주할 수 있는 세계의 정의를 확대했다고 밝혔다. 다시 말해 표면이 얼음으로 덮여 있고 균열 등 지질학적 징후가 보이지 않는 미마스에 바다가 있다면 물과 물에 지지되는 생명이 기존에 상정한 것보다 훨씬 만은 태양계 내에 존재할 가능성이 있다는 것이다.

이번 발견은 미래 탐사에서 미마스가 유망한 타깃이 될 가능성이 있다. 연구팀은 이번 결과는 미마스에 바다가 있다는 걸 뒷받침하지만 미마스 궤도와 지질학적 특징과 현재 열과 궤도 진화 이해를 일치시키는 건 어려운 테마라고 밝혔다. 미마스 연구가 토성과 천왕성에 존재하는 거주 가능한 해양 위성에 대한 이해에 매력적인 연구 대상이라고 주장했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.