“화성에선 녹색 하늘을 볼 수도 있다”

하늘이 파란색으로 보이는 이유는 대기 중 미립자에 의해 파장이 짧은 파란색 빛이 더 강하게 산란되어 하늘 전체에 퍼져 우리 눈에 들어오기 때문이다. 화성에도 대기가 있어 화성에서 하늘을 올려다봤을 때도 대기 중 미립자로 산란된 빛을 보게 되지만 화성에서 올려다본 밤하늘은 녹색으로 퍼져 있을 가능성을 유럽우주기구(ESA) 연구자가 설명해 눈길을 끈다.

ESA는 화성에서 활발한 생물학적, 지질학적 과정 징후가 될 수 있는 메탄과 기타 미량 대기 가스 증거를 찾는 TGO라는 미션을 러시아 기관과 공동으로 실시하고 있다. TGO는 2016년 대기 검사기와 스키아파렐리 EDM이라는 착륙 실증 모듈을 화성에 보냈으며 스키아파렐리 EDM은 지표면에 추락해 착륙에 실패했지만 계속해서 대기 조사는 실시하고 있다.

ESA는 2023년 10월경 TGO 미션 일환으로 화성 대기권에서 녹색 밤하늘을 처음으로 감지했다. 화성에서 야광이 보일 것이라고 예상됐지만 가시광선으로 관측된 건 처음이라고 한다. ESA에 따르면 녹색 밤하늘은 탐사선이 밤에 활동할 수 있을 정도 밝기가 될 가능성이 있다고 한다.

ESA는 대기가 야광을 발생시키는 메커니즘에 대해 설명했다. 먼저 행성 표면에서 50km 상공에서 이산화탄소 분자가 태양광으로부터 에너지를 받아 산소 원자로 분열되고 산소 원자 2개가 결합헤 산소 분자를 형성할 때 태양광이 산란된다.

산소 원자가 태양광과 반대쪽, 다시 말해 밤쪽으로 이동하면 태양으로부터의 에너지가 없어지고 더 낮은 고도에서 모여 빛을 확산시키게 된다. 이 방사는 여름 대기 중에서 생성된 산소 원자가 바람에 의해 운반된 후 재결합해 발생하는 것으로 이때 이동한 곳에서는 화성 대기 중 고도 40~60km 정도, 여름보다 낮은 겨울 고위도 위치에서 방사가 이뤄진다고 설명하고 있다.

TGO는 고도 400km에서 화성을 주회하며 가시광선을 감지하는 채널로 화성 야간을 관측한 결과 전면에 퍼지는 녹색 빛을 볼 수 있었다고 한다.

ESA 측은 이런 새로운 관측 결과는 예상 밖이며 미래 화성 탐사에 있어 흥미로운 것이라고 밝혔다. 야광 강도는 화성 궤도상 단순하고 비교적 저렴한 장비로 대기 흐름을 측량하고 감시할 수 있을 정도다. 미래 ESA 미션에서는 화성 전체를 촬영하기 위한 카메라를 탑재할 수 있을 것이며 더구나 방사는 충분히 강해서 미래 우주비행사가 궤도상 또는 화성 지상에서 극야 동안 관측할 수 있을 것으로 예측된다는 설명이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.