목성 위성 가니메데의 대기에서 과산화수소에 의한 빛 흡수 현상이 감지됐다. 목성의 다른 위성 이오에서는 일산화황의 존재를 입증할 화산 분화가 포착됐다.
미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 등 제임스웹우주망원경 운용 주체들은 2일 공식 채널을 통해 이 같은 내용을 담은 관측 보고서를 소개했다.
가니메데의 관측 보고서는 미국 코넬대학교가 작성했다. 이 대학 천문학 연구팀은 지난해 7월부터 탐사 활동을 시작한 제임스웹우주망원경의 가니메데 관측 데이터를 분석, 극지역 대기에서 과산화수소의 흔적을 확인했다.
연구팀 관계자는 "제임스웹망원경의 근적외선 분광기(NIRSpec)는 가니메데 극지에서 빛이 과산화수소에 흡수되는 과정을 잡아냈다"며 "과산화수소는 지구에서 살균 및 표백에 사용되는데, 가니메데에도 존재한다는 것을 알게 됐다"고 전했다.
연구팀은 가니메데 대기의 과산화수소가 목성과 가니메데 주변 하전입자 및 가니메데를 뒤덮은 얼음 사이의 상호작용이라고 추측했다. 태양의 하전입자가 지구 자기장에 의해 고위도로 유도되는 오로라처럼 가니메데의 자기장도 목성의 자기권에서 오는 입자에 같은 작용을 한다는 의미다. 특히 입자들은 가니메데에 오로라를 만들 뿐만 아니라 얼음 표면에도 영향을 준다고 연구팀은 설명했다.
목성 위성 이오의 관측 보고서는 UC버클리(캘리포니아대학교 버클리캠퍼스)가 작성했다. 여기에는 이오의 화산 활동과 일산화황의 연관성에 관한 조사 내용이 담겼다.
제임스웹우주망원경이 촬영한 이오의 사진에는 유명한 화산 로키 파테라가 뿜어내는 밝은 빛과 카네헤킬리 플럭투스(Kanehekili Fluctus)로 명명된 용암류가 생생하게 담겼다.
UC버클리 연구팀 관계자는 "이오는 목성의 강력한 중력이 야기하는 조석 가열 때문에 태양계 위성 중 유일하게 화산 활동이 활발하다"며 "로키 파테라의 분화와 용암류 카네헤킬리 플럭투스가 또렷하게 포착된 것은 일산화황과 관련이 있다"고 언급했다.
연구팀은 약 20년 전 이오를 관측할 당시 전체적으로 얇은 일산화황을 감지했다. 다만 이를 이오의 화산 활동과 연결할 정도는 아니었다. 이오의 일산화황을 감지할 수 있는 곳은 뜨거운 화산 분화구뿐이라고 여긴 연구팀은 제임스웹우주망원경을 이용, 얇은 대기 속에서 특정 파장의 빛을 낼 정도의 미미한 일산화황을 확인할 수 있었다.
연구팀 관계자는 "분화구 온도가 대략 1200도℃인 이오의 화산 분화구에서 일산화황이 분출된다는 오래된 가설이 제임스웹우주망원경에 의해 입증된 것"이라며 "화산 폭발로 이오 대기에 퍼진 일산화황의 분포와 구조를 구체적으로 확인한 것은 이번이 처음"강조했다.
2021년 크리스마스에 발사된 제임스웹우주망원경은 적외선 및 근적외선 파장을 이용한 천체 관측에 최적화됐다. 약 1000만 광년 이상 떨어진 은하를 들여다볼 정도의 고성능을 자랑하며, 지난 7월 관측 1주년을 맞았다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
