목성의 위성 이오(IO) 대기층 이미지

문광주 기자 / 기사승인 : 2020-10-23 21:56:57
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전파망원경 ALMA가 보여준 이오 이미지. 화산폭발로 인한 가스 분별

이오스 화산 가스가 가시화되었다.
ALMA가 보여준 목성의 달 가스 외피 이미지


여기에 보이는 화려한 빛은 환각적인 아우라가 아니라 목성의 달 이오(Io) 대기의 가스 모습이다. ALMA,(Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) 전파 망원경은 이러한 가스를 컬러 베일로 보이게 한다.
이를 통해 행성 연구자들은 이오 대기의 어느 부분이 화산 폭발로 인한 것인지 결정할 수 있었다. 

▲ 목성의 달 이오(Io)의 대기 가스. © ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / I. de Pater 등, NRAO / AUI NSF, S. Dagnello, NASA / ESA


이오는 우리 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 천체이다.
400개가 넘는 화산이 황색 표면을 덮고 있으며 거대한 분출이 반복해서 발생해 유황 가스를 우주로 멀리 내던진다. 화산 활동의 원인은 거대한 가스인 목성의 조력 때문이다.
그들은 달을 너무 세게 때려 내부가 빛나고 지각 아래의 마그 마 바다가 화산을 먹입니다.

눈에 보이는 유황 가스

이 사진은 화산 폭발이 목성의 달의 얇은 대기에 미치는 영향을 보여준다.
Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)에 의해 기록된 Io는 여기에서 880 마이크로 미터 파장의 전파 범위에서 빛을 발한다.
이것은 달의 얇은 가스층에 존재하는 가스를 보이게 한다.

목성의 달 화산에서 떠오르는 큰 이산화황 구름은 노란색으로 볼 수 있다.
이 이미지는 Io가 햇빛에 노출되었을 때의 가스 분포를 보여준다.
그러나 달이 목성의 그림자에 가라앉으면 가스 외피가 너무 식어 가스의 상당 부분이 얼어붙어 "황설"로 표면에 떨어진다. Io가 다시 햇빛 속으로 방황하면 이 눈의 일부가 다시 가스를 뿜어낸다.

목성의 그림자에 드리운 서리

이것은 버클리에 있는 캘리포니아 대학의 Imke de Pater 연구원이 Ios 대기에서 직접 화산 가스가 얼마나 높은지 결정하기 위해 사용한 것과 정확히 같다.
그들은 ALMA를 사용하여 목성의 달이 목성의 그림자 속으로 방황할 때 한 번, 다시 나타날 때 두 번의 가스층의 변화를 관찰했다. 

▲ 1999년 7월 3일 갈릴레오 우주선이 130,000km 떨어진 곳에서 찍은 목성의 달 이오(Io)


추위에도 불구하고 그림자 단계 동안 Io 대기에서 감지할 수 있는 가스는 화산에 의해 신선하고 뜨겁게 방출되어야 한다.
“이 시간 동안 우리는 가스 외피에서 화산 이산화황만 볼 수 있다. 이를 통해 우리는 화산 활동으로 인한 대기의 비율을 정확히 결정할 수 있다”고 뉴욕 컬럼비아 대학교의 공동 저자 인 Statia Luszcz-Cook은 설명했다.

'신선한' 화산 가스가 이오 대기에 있는 이산화황의 약 30~50%를 차지한다는 것이 밝혀졌다. 그러나 일부 화산에서 분출구름은 분명히 다른 구성을 가지고 있었다.
"우리는 이 화산 지역에서 염화칼륨을 보았지만 이산화황과 일산화황은 없었다"고 Luszcz-Cook이 보고했다. "이것은 마그마 저수지가 이오스 화산에 따라 다르다는 강력한 증거이다."

출처 : National Radio Astronomy Observatory

[더사이언스플러스=문광주 기자] "no science, no future"

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