천왕성의 위성 지하에 소금물을 가진 바다를 가지고 있을 수 있다는 증거 발견

 

 

제임스 웹 망원경이 관측한 천왕성과 그 위성 6개의 사진. 이미지 출처 : NASA, ESA, CSA, STScI IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI)

 우주항공국(NASA)의 보이저2호 탐사선이 40년 전에 보내온 자료를 다시 분석한 결과, 천왕성(Uranus)의 4개의 위성 지하에 염도가 높은 바다가 존재할 확률이 높다는 것이 밝혀졌습니다.

 티타니아(Titania)와 오베론(Oberon) 위성은 천왕성의 가장 먼 지점에서 공전하고 있으며 50km 깊이의 바다가 있는 것으로 추정되고, 아리엘(Ariel)과 움브리엘(Umbriel) 위성은 30km 깊이의 바다가 있다고 추정된다고 합니다. 이 연구 결과는 천왕성의 위성들이 오랜 기간동안 내부 열을 유지했고, 몇 가지 화학물질의 영향으로 차가워진 태양계의 가장 바깥쪽 지역에 있음에도 불구하고, 물이 가득한 세계일 가능성을 보여줍니다.

 NASA 제트 추진 연구소의 행성과학자이자 새로운 연구의 주저자인 줄리 카스티요-로게즈(Julie Castillo-Rogez)는 "우주항공국의 위성에서 바다를 찾으면, 다른 태양계와 가능성적으로 다른 태양계에도 바다를 가진 세계가 더 많을 수 있다"라고 소감을 밝혔습니다.

 

천왕성의 위성 티타니아. 출처 : NASA

 

 연구자들은 우주 초기에는 티타니아, 오베론, 아리엘, 움브리엘, 미란다(Miranda)로 이루어진 천왕성의 5개의 대형 위성이 100~150km 깊이의 대규모 바다를 가졌을 가능성이 있다고 말합니다. 그러나 천왕성의 중력은 토성과 목성에서 볼 수 있는 것처럼 위성의 내부에 기조력을 충분히 주지 못할것으로 생각됩니다. 그래서 이 위성들의 바다는 대부분 얼어붙은 상태가 되었을 것이라 예측하고 있습니다. 하지만 높은 염도로 인해 매우 낮은온도에서 얇은 바다를 형성했을 가능성도 있습니다. 연구원들은 천왕성 위성이 가지고 있는 물이 1리터당 약 150그램의 소금이 포함되어 있을 것으로 추정됩니다. 이는 바닷물의 약 4.5배인데요. 미국 유타주에 있는 그레이트 솔트레이크는 1리터당 220그램의 소금을 가지고 있지만, 여전히 생명체들이 그 주변에서 번성하고 있습니다.

 더불어 천왕성의 다섯 번째로 큰 위성인 미란다에 대해서는 여전히 논란이 있습니다. 이 위성은 지난 연구에서 놀랍게도, 우주로 분출되는 입자들이 관측되었는데요.이로 인해 목성의 위성 유로파의 경우처럼, 미란다의 지하에 바다가 존재하며 활발한 지질활동으로 인해 화산처럼 물이 분출된 것일 수 있다는 가능성을 보여주었습니다. 그러나 미란다는 매우 작은 위성이므로, 그 내부 바다는 형성 후 몇 백만 년 만에 얼어붙어 버릴 가능성이 매우 높다고 합니다.

 

천왕성 위성 미란다. 출처 : 나사 제트추친연구소

 

 천왕성은 몇몇 특징적인 점들로 유명한데요. 예를 들어, 다른 행성들과 달리 자전축이 수평에 가깝다는 것과 뒤틀린 자기장을 가지고 있다는 것이 그것입니다. 또한, 이 행성에는 27개의 위성이 있습니다.

 연구진은 다른 해양 세계를 연구한 NASA 미션에서 얻은 결과를 모아 모델을 만들었습니다. 이러한 미션은 카시니(Cassini) 미션으로 관찰된 토성의 위성 엔셀라두스, 왜행성 세레스, 2015년 뉴호라이즌스가 명왕성 비행 중 관측한 명왕성의 가장 큰 위성 카론이 포함됩니다.

 만약 천왕성의 위성에도 액체로된 물이 존재한다면 이는 다른 태양계, 다른 은하에도 액체상태의 물과 생명체가 존재할 확률이 높아지게 될 텐데요. 과연 천왕성 궤도에도 액체로된 물이 존재할까요?