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주노가 이오의 지하 열을 처음 쟀다, 수m 아래서 20°C 넘게 상승
NASA 주노 탐사선이 목성의 위성 이오 표면 아래 약 2~6m에서 올라오는 열을 처음 공간적으로 측정했다.
수m 깊이에서 온도가 20°C 넘게 높아지는 신호가 나타났지만, 열이 지각 전체를 통해 흐르는지 얕은 용암·열 분출구가 만드는지는 아직 두 설명이 남아 있다.
목성 대기 장비가 암석 위성의 지하를 봤다
주노의 마이크로파 복사계는 원래 목성의 두꺼운 구름 아래를 조사하려고 만든 장비다. 연구진은 2023년 12월과 2024년 2월 이오 근접비행 때 0.6~22GHz의 마이크로파를 측정했다.
낮은 주파수일수록 더 깊이 들어가는 성질을 이용해 적외선이 보는 표면보다 아래의 온도 구조를 추정했다. 가장 낮은 주파수는 약 2~6m 깊이를 살폈다.
얕은 지하의 급격한 온도 상승
논문은 이오의 넓은 관측 지역에서 얕은 지하로 갈수록 20°C 넘게 온도가 오르는 신호를 제시했다. 태양 가열만으로 설명하기 어려운 내부 기원 열이다.
표층 10cm 이내의 추정 밀도는 0.7~1.1g/cm³로 단단한 암석보다 낮아, 화산재나 부석처럼 다공성인 물질이 넓게 덮였을 가능성도 나왔다.
열이 올라오는 두 가지 설명
첫 설명은 내부 열이 전도성 지각을 통해 1~3W/m² 규모로 꾸준히 흐른다는 것이다. 다른 설명은 5년 이내의 비교적 최근 용암이나 얇은 지각 아래 열 분출구가 표면 약 10%에 흩어져 같은 신호를 만든다는 것이다.
현재 관측만으로 어느 설명이 맞는지 하나로 좁히지는 못했다.
첫 측정이지만 온도계를 꽂은 것은 아니다
이번 결과는 착륙선 온도계가 아니라 마이크로파 밝기온도와 물질의 유전 특성을 해석한 원격 관측이다. 두 차례 비행이 보지 못한 지역까지 같은 구조라고 단정할 수 없다.
지구 화산 감시 응용 가능성도 제안 단계다. 이오에서 효과가 있었다는 사실이 지구 분화 예측 성능을 곧바로 입증하지는 않는다.
왜 중요한가
표면 적외선만 보던 단계에서 벗어나 태양계에서 화산 활동이 가장 강한 천체의 내부 열 이동을 실제 관측으로 제약했다. 같은 방식은 다른 암석·얼음 위성의 얕은 지하 조사에도 쓰일 수 있다.
공식 원자료
Journal of Geophysical Research: Planets original study