주노 탐사선 목성 위성 이오 근접 촬영

1만km 거리에서 본 ‘불의 천체’ 이오

우리가 살고 있는 태양계는 다양한 행성과 위성, 별, 혜성 등 수많은 천체로 가득 차 있다. 그 중에서도 목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로 알려져 있고, 목성을 도는 수많은 위성 중에는 특히 ‘이오(Io)’가 눈에 띈다. 이오는 화산 활동이 매우 빈번하여 ‘불의 천체’로 불리운다. 그런 이오를 미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 주노(Juno)가 최근에 역대 가장 가까운 거리에서 촬영했다는 소식이 전해졌다.

목성과 이오, 그리고 주노 탐사선

태양계 최대 행성 목성을 가장 가까이서 도는 위성 이오를 1만여km 거리에서 촬영한 사진이 공개됐다. 목성과 이오의 거리는 평균 42만km로, 지구와 달 사이의 거리(38만km)보다 조금 더 멀다. 미 항공우주국(NASA)은 목성 탐사선 주노가 지난 10월 15일 이오를 역대 가장 가까운 거리인 1만1645km 지점까지 근접비행하면서 사진을 촬영했다고 밝혔다. 사진 속의 얼룩덜룩한 무늬는 화산활동으로 분출된 용암이다.

목성 탐사선 주노가 10월15일 1만1680km 거리에서 촬영한 이오 위성. 나사 제공

2018.09.15 - [천문,천체,우주/천체, 천문사진] - 나사 목성탐사선 주노가 찍어온 알려지지 않은 목성 사진 photo by nasa juno spacecraft

나사 목성탐사선 주노가 찍어온 알려지지 않은 목성 사진 photo by nasa juno spacecraft

2019.09.16 - [천문,천체,우주/우주선 위성 탐사선] - 목성 주노 탐사선 궤도 Juno Spacecraft flyby 사진 동영상 등 - 무인탐사선 시리즈 2

목성 주노 탐사선 궤도 Juno Spacecraft flyby 사진 동영상 등 - 무인탐사선 시리즈 2

화산의 섬 이오

지름이 3642㎞로 달보다 약간 큰 이오는 지금까지 알려진 활화산만 400여개로, 태양계에서 화산 활동이 가장 활발하다. 이오의 화산 분포도를 보면, 이오 전역에 골고루 분포돼 있다는 것이 확인됐다. 특히 점 크기가 클수록 분출 에너지가 크다는 점이 눈에 띈다. 나사 제트추진연구소의 과학자들은 주노 탐사선의 적외선 이미저 및 분광계(JIRAM)로 266개의 화산을 분석한 결과, 이오의 활화산은 극지나 저위도나 모두 비슷하게 분포해 있으며 극지의 활화산 활동이 저위도보다 약한 것으로 나타났다고 전했다.

지구와는 다른 화산 활동

이오의 화산 활동은 지구의 화산과는 다소 차이가 있다. 목성과 그의 다른 위성들의 중력이 이오 내부에 마찰열을 일으켜 땅속 마그마의 분출을 촉진한다. 이로 인해 땅속 50km 지점에는 거대한 마그마 바다가 형성되어 있다. 그리고 이 마그마 바다의 용암 온도는 1000도가 넘는 것으로 추정된다. 화산에서 뿜어져 나온 이산화황은 목성과 인근 위성의 중력 영향으로 100km가 넘는 수직 기둥을 형성하기도 한다. 또한 이 이산화황 가스는 목성의 자기장 선을 따라 목성의 극지로 떨어지면서 대기권 상층부에서 강력한 자외선 오로라를 만든다.

이오의 266개 활화산 분포도. 이오 전역에 걸쳐 골고루 분포돼 있다. 점 크기가 클수록 분출 에너지가 크다. arxiv

이와 같은 최근의 주노 탐사선의 발견은 태양계의 이해를 한 단계 더 나아가게 해 줄 것이다. 이오와 같이 특별한 천체가 태양계 안에 존재한다는 사실 자체가 우리에게 더 많은 탐사와 연구의 필요성을 일깨워 준다. 미래의 탐사 미션에서는 이오의 화산 활동과 그 영향에 대한 더 깊은 이해를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

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주노 탐사선의 계획된 이오 근접비행과 그 목표

주노 탐사선은 2022년 말부터 이오에 대한 근접비행을 시작했으며, 그 이후로 이오와의 거리를 점차 좁혀가고 있다. 특히 2022년 12월에는 8만km, 올해 5월에는 3만5000km, 7월에는 2만2000km까지 접근했다. 앞으로의 계획에 따르면, 오는 12월 30일과 내년 2월 3일에는 더욱 가까운 1500km 지점까지 다가갈 예정이다. 더 나아가 내년 중반까지 총 9차례의 근접비행을 계획하고 있다.

10월15일 주노 탐사선이 촬영한 목성(오른쪽)과 이오 위성. 나사 제공

나사는 이러한 근접비행을 통해 이오의 고해상도 사진을 확보할 뿐만 아니라, 이오의 화산 폭발이 목성의 강력한 자기장과 오로라에 미치는 영향도 분석할 계획이라고 밝혔다. 이를 통해 이오, 그리고 목성의 자기장에 대한 더 깊은 이해를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

주노의 활동 기간 연장과 다른 위성 탐사 계획

나사는 2016년부터 목성을 탐사하고 있는 주노의 활동 기한을 2025년 9월까지 2년 연장했다. 이 연장된 기간 동안 주노는 목성의 4대 위성 중 이오, 유로파, 가니메데를 여러 차례 근접비행할 계획이다. 사실 주노는 이오에 앞서, 2021년에는 가니메데, 2022년에는 유로파를 근접비행했다.

목성의 4대 위성과 그 특성

1610년 갈릴레이가 처음으로 발견한 이 4대 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토 순으로 목성을 공전하며, 일명 ‘갈릴레이 위성’으로도 알려져 있다. 이오를 제외한 나머지 3개 위성은 얼음 위성으로 분류된다. 천문학자들이 지금까지 목성 궤도에서 확인한 위성은 모두 95개에 이른다.

이렇게 추가된 정보를 통해 주노 탐사선의 다가올 이오 근접비행의 중요성과 그 뒤에 숨겨진 목적을 더욱 잘 이해할 수 있게 되었다. 특히 이오의 화산 활동과 그 영향에 대한 깊은 연구를 통해 태양계의 다른 천체들과의 상호작용을 더욱 정확하게 파악할 수 있을 것이다.