엔셀라두스

Dec 30, 2023

깊은 시간과 엄청난 중력이 담긴 걸작, 토성의 위성 엔셀라두스의 고통받는 표면과 그 매혹적인 진행 중인 지질학적 활동은 하나의 작은 세계의 고대와 현재의 투쟁에 대한 이야기를 말해줍니다.

개요: 수십 년 동안 과학자들은 엔셀라두스가 태양계에서 가장 밝은 행성인 이유와 그것이 토성의 E 고리와 어떤 관련이 있는지 알지 못했습니다. 카시니는 표면의 신선한 코팅과 E 고리의 얼음 물질이 모두 열수 분출구를 호스팅할 수 있는 전 세계 지하 해수 바다에 연결된 분출구에서 유래한다는 것을 발견했습니다.

카시니가 토성계에 도착하기 전에 행성 탐험가들은 엔셀라두스에서 흥미로운 일이 일어날 수 있다는 힌트만 가졌습니다. 1980년대 보이저(Voyager) 우주선의 사진에 따르면 이 달은 비록 지름이 약 500km에 불과하지만 작지만 얼음 표면이 어떤 곳에서는 눈에 띄게 매끄러우며 전체가 밝은 흰색임을 알 수 있습니다. 사실, 그것은 태양계에서 가장 반사가 잘되는 몸체입니다.

과학자들이 목표 비행을 통해 엔셀라두스를 자세히 관찰하게 된 것은 카시니 우주선에 탑재된 자력계의 데이터였습니다. 무언가(아마도 대기)가 엔셀라두스 근처에서 토성의 자기장을 밀어내고 있었습니다. 이는 가스가 달 표면이나 내부에서 유래했을 수 있음을 의미합니다.

카시니는 극적인 진실을 밝혔습니다. 엔셀라두스는 지각 아래에 액체 염수로 이루어진 전 세계 바다를 숨기고 있는 활동적인 달입니다. 더욱이, 그 바다에서 나오는 얼음 입자의 제트기에는 물과 간단한 유기 화학 물질이 섞여서 이 매혹적인 바다 세계에서 끊임없이 우주로 분출됩니다. 이 물질은 시속 약 800마일(초당 400미터)의 속도로 분출되어 우주로 수백 마일까지 뻗어나가는 기둥을 형성합니다. 일부 물질은 다시 엔셀라두스로 떨어지며, 일부는 탈출하여 토성의 거대한 E 고리를 형성합니다.

E링은 대부분 얼음 방울로 이루어져 있지만 그 중에는 특이한 나노입자도 있다. 카시니는 섭씨 90도(화씨 약 200도) 이상의 온도에서 액체 물과 암석이 상호 작용하는 곳에서만 생성될 수 있는 이러한 통과하는 실리카 나노입자를 감지했습니다. 이는 엔셀라두스의 얼음 껍질 아래 깊은 곳에 있는 열수 분출구를 가리키는데, 이는 지구상의 해저에 점재하는 열수 분출구와 다르지 않습니다.

NASA 제트 추진 연구소의 카시니 프로젝트 과학자인 Linda Spilker는 "엔셀라두스의 발견은 행성 과학의 방향을 바꾸었습니다."라고 말했습니다. "남극에서 분출되는 연기 기둥, 연기 속의 탄화수소, 염도가 높은 전 세계의 바다, 해저의 열수 분출구 등 다양한 발견을 통해 엔셀라두스에 대한 우리의 이해가 높아졌습니다. 이 모든 것들은 지구보다 훨씬 먼 곳에 거주 가능한 해양 세계가 있을 가능성을 지적합니다. 행성 과학자들은 이제 엔셀라두스를 생명체가 존재할 수 있는 서식지로 고려하고 있습니다."

이러한 발견은 카시니의 카메라가 엔셀라두스 남극 지역의 상세한 이미지를 처음으로 획득한 2005년에 처음으로 구체화되기 시작했습니다. 사진에는 ​​충돌 분화구가 거의 전혀 없는 놀랍도록 젊고 복잡한 지형이 드러났습니다. 이 지역은 집 크기의 얼음 바위와 달의 이 지역 특유의 구조적 패턴이 조각된 표면으로 가득 차 있었습니다. 놀랍게도 과학자들은 해당 지역에서 거대한 수증기 구름과 우주로 확장되는 수증기 구름과 얼음 입자를 공급하는 지각의 상대적으로 따뜻한 균열을 발견했습니다. 그들은 깊은 크레바스를 비공식적으로 "호랑이 줄무늬"라고 부르게 되었습니다. 이후의 이미지 분석은 제트가 호랑이 줄무늬 균열("고랑"이라고도 함)의 가장 뜨거운 지점 근처에서 발생한다는 결정적인 증거를 제공했습니다.

2008년 근접 비행 중에 카시니의 장비는 연기를 직접 샘플링하여 휘발성 가스, 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소 및 유기 물질의 놀라운 혼합을 감지했습니다. 유기재료의 밀도는 예상보다 약 20배나 높았다.

시간이 지남에 따라 과학자들은 엔셀라두스의 활동적인 남극을 가로질러 뻗어 있는 갈라진 지형이 중력에 의해 균열이 꼬이고 당겨지면서 어떤 곳에서는 늘어나고 다른 곳에서는 휘어지면서 끊임없이 움직이고 있다는 사실을 알아냈습니다. 엔셀라두스는 목성의 위성 이오와 유사한 조수 메커니즘에 의해 가열될 가능성이 있습니다.