간헐천을 분출하고 있는 유로파와 가니메데의 자기장은 수십억 년의 태양계 나이와 모순된다! : 연대문제-젊은지구 [한국창조과학회자료실]

창조과학미디어

연대문제-젊은지구

2018-05-16

간헐천을 분출하고 있는 유로파와 가니메데의 자기장은

수십억 년의 태양계 나이와 모순된다!

(Europa May Be Another Geyser Moon)

David F. Coppedge

갈릴레오 우주선(Galileo spacecraft)이 보내온 데이터들에 대한 재평가는 얼어붙은 목성의 위성 유로파(Europa)의 표면에서 일어났던 것으로 추정되는 분출을 확인한 것으로 보인다.

"활발한 천체 클럽"에 새로운 회원이 가입되었다. 지구와 목성의 위성 이오(Io)에는 화산들이 맹렬하게 폭발하고 있다. 트리톤(Triton)은 질소를 분출하고 있으며, 엔셀라두스(Enceladus)에는 100개가 넘는 간헐천들에서 얼음 입자와 먼지들이 분출되고 있어서, 카시니(Cassini) 과학자들을 깜짝 놀라게 했었다. 유로파는 활발한 분출을 하고 있는 태양계의 천체들 수를 5개로 늘리고 있었다. (주: 수성, 금성, 화성, 아마도 명왕성, 그리고 달에는 사화산들이 있지만, 지금은 소수의 천체만이 폭발적으로 분출하고 있다.)

.지구와 화성에 비교한 유로파(맨위).

허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)은 몇 년 전에 유로파가 분출하고 있다는 힌트를 얻었지만, 확인이 어려웠다. 그것을 결론짓기 위한 자료는 갈릴레오 우주선(1996~2003)의 기록보관소에 있었다. 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)의 과학자인 시안제 지아(Xianzhe Jia)는 이제 유로파에서 유도자기장(induced magnetic field)의 변화, 즉 "스모킹 건"을 발견했다고 믿고 있었다. 월요일의 JPL(2018. 5. 14) 보도 자료는 유로파가 분출 중일 수 있다고 생각하는 이유를 보도하고 있었다.

1997년 NASA의 갈릴레오 우주선에 의해 수집된 데이터는 지금까지 설명할 수 없었던 미스터리인, 자기장의 짧고 국소적인 굴곡(bend)을 풀기 위해, 새롭고 발전된 컴퓨터 모델을 사용하였다. NASA의 허블 우주 망원경(NASA 's Hubble Space Telescope)에서 나온 이전의 자외선 이미지로 인해 분출 기둥들이 존재한다는 것을 알 수 있었지만, 근원에서 훨씬 가깝게 수집된 데이터를 사용한 새로운 분석은, 분출 기둥들을 매우 강하게 지지하는 것으로 입증되었다. 연구 결과는 Nature Astronomy 저널에 게재되었다.

기사에 포함된 비디오 영상은 분출 기둥이 어떻게 생겼는지에 대한 애니메이션을 보여준다. 지아는 확실한 결과를 얻기 위해 새로운 데이터 분석 기법을 사용했다. "데이터가 있었지만 관측을 이해하기 위해 정교한 모델링이 필요했다"고 그는 말했다. 그의 결과는 분출 기둥이 진짜라는 증거뿐만 아니라, 실제로 우주선이 그것을 관통하여 날아갔다는 증거를 보여주었다.

예상대로, 보도 자료는 생명체의 가능성을 제시하고 있었다. 유로파의 유도자기장을 설명하기 위해서, 유로파는 지하에 바다를 가진 것으로 추정되고 있다. 만약 유로파가 얼음 지각을 통해서 입자들을 분출시켰다면, 과학자들은 분출 기둥이 생명체의 발생에 도움이 될 수 있었으며, 얼음 지각을 파내는 것보다 쉽게 탐지할 수 있을 것이라고 생각하고 있었다.

"만약 분출 기둥이 존재하여, 우리가 직접 유로파 내부에서 나오는 시료를 채취할 수 있다면, 유로파에 생명체가 있는지 여부를 보다 쉽게 알 수 있을 것이다"라고 파파라도(Pappalardo)가 말했다. "그것은 미션 이후의 일이다. 그것은 큰 그림이다."

유로파 클리퍼(Europa Clipper)라 불리는 미션은 유럽인(Europeans)이 아닌 유로파인(Europans)을 찾을 수도 있다는 것이다. 한 글자 차이가 큰 차이를 만든다.

Geophysical Research Letters(2018. 4. 30) 지의 새로운 논문은 유로파의 이웃으로, 태양계에서 가장 큰 위성인 가니메데(Ganymede)에서 관측된 자기장(magnetic fields)에 대해 말하고 있었다. 갈릴레오 미션 과학자들은 가니메데가 본질적으로(유도되지 않은) 자기장을 갖고 있다는 것을 몇 년 전에 발견하곤 놀랐다. 대부분의 논문들은 자기장의 세부 사항에 관한 것이지만, 여기에 "요약 글"의 일부는 다음과 같다 :

NASA의 갈릴레오 우주선은 1996년 6월 27일 목성의 가장 큰 위성인 가니메데를 최초로 근접 비행하면서, 가니메데가 자기장을 발생시키고 있는 최초의 위성임을 발견했다. 지구에서처럼, 가니메데의 자기장은 자기권(magnetosphere)이라고 불리는, 위성 주변에 자기 기포(magnetic bubble)를 형성하고 있었다. 갈릴레오는 하전된 입자를 측정하도록 설계된 PLS(Plasma Subsystem)라는 장비를 탑재했다. PLS는 이 첫 번째 근접비행 중에 데이터를 수집했지만, 결과는 발표되지 않았었다. 원래의 비행 기록을 부활시켜서, 우리는 이들 데이터를 처리했고, 여기에 처음으로 제시한다. 이것은 복잡하고 이국적인 자기권의 일부 구조와 세부적 사항들을 살펴볼 수 있게 해주었다. 하전된 얼음물 입자들이 가니메데에서 탈출되어 나오는 것이 관측되었으며, 목성으로부터 강력한 입자들이 위성의 얼음 표면으로 쏟아져 들어오고 있음이 관측되었다.

과학자들은 또한 가니메데의 오로라 영역(auroral zones), 전리층(ionosphere), 다른 자기장의 현상들을 기술하고 있었다. 자기장은 시간이 지남에 따라 감소하기 때문에, 이러한 크기의 천체가 아직도 자기장이 남아 있다는 것은 커다란 미스터리이다. 비슷한 크기의 위성 타이탄에는 자기장이 없다.

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행성 과학자들은 생명체의 존재 여부만을 앵무새처럼 반복하는 습관을 버리고, 태양으로부터 멀리 떨어져, 극도로 추운 곳에 있는 유로파에서 어떻게 수십억 년 동안 물질이 분출될 수 있는 지를 설명해야한다. 간헐천들을 분출하고 있는 엔셀라두스는 유로파보다 훨씬 작다. Icarus 지의 또 다른 논문은 엔셀라두스를 설명해보려고 시도하고 있었지만, "엔셀라두스의 내부적 동력을 설명하기 위해서는 예상치보다 작은 바다와 지각 두께가 필요하다"는 것을 인정하고 있었다. 생명체의 존재 여부만 다루지 말고, 수십억 년 후에도 활발한 화산폭발과 간헐천 분출 문제를 다루어보라. 그리고 가니메데가 어떻게 아직도 자기장을 갖고 있을 수 있는지를 다루어보라.