NASA의 주노 탐사선이 포착한 목성의 화산 위성 ‘이오’(왼쪽)의 이미지. 오른쪽은 표면에서 분출되는 화산재 등의 기둥을 근접 촬영한 것이다. / NASA, JPL-Caltech, SwRI, MSSS

목성의 위성 이오(Io)는 태양계에서 가장 용암의 활동이 활발한 천체로 알려져 있다. 그래서 거대한 마그마 바다가 있을 것으로 추정됐다. 그런데 최근 연구에서 이오의 용암을 촉진하는 메커니즘을 알려주는 새로운 단서가 나왔다. 기존 이론과는 상당히 다른 내용이다.

미국 항공우주국 NASA 연구자들은 이오의 약 400개 활화산이 독특한 용융 암석 주머니에서 공급될 가능성을 제기했다. 이오 지표면 아래에 하나의 거대한 지하 마그마 바다의 존재를 부정하는 셈이다. 새로운 발견을 바탕으로 한 연구 결과는 현지시간 12일 과학저널 '네이처(Nature)'에 발표됐고 기즈모도가 13일 보도했다. 

이로써 40년 넘게 과학자들을 당황하게 했던 수수께끼가 풀리게 됐다는 평가가 나온다. 이오의 화산 활동 징후는 1979년 NASA의 제트추진연구소(JPL) 과학자 린다 모라비토가 처음 발견했다. 이후 행성 과학자들은 이노의 화산이 지표면 아래 용암에서 어떻게 공급됐는지를 집중 관찰해 왔다.

NASA는 2011년 주노(Juno) 탐사선 임무를 시작해 2016년부터 귀중한 데이터를 지구로 송신하고 있다. 주노는 지난해 말과 올해 초 이오를 약 1500km까지 근접 비행했다. 비행 중에 화산이 가득한 표면을 조사하고 뜨거운 용암과 새로운 용암 흐름의 이미지까지 포착했다.

NASA 과학자들은 이오의 화산활동의 원인을 목성계의 강력한 중력과 조석 가열(tidal heating) 현상 때문으로 본다. 주노 우주선 연구원인 스콧 볼튼은 "끊임없는 조석 굴곡(tidal flexing)이 막대한 에너지를 생성해(조석 가열) 이오 내부의 일부를 녹인다"며 "만약 이오가 마그마 바다를 가지고 있었다면, 더 단단한 내부 구조를 기대했을 것"이라고 덧붙였다. 주노의 분석 결과는 이오의 화산이 고립된 마그마 바다가 아닌 여러 개의 마그마 저장소에서 연료를 공급받고 있음을 시사한다.

연구팀은 주노의 이미지 포착을 이전 임무와 지상 망원경 데이터와 비교해 새로운 결론을 내렸다. 즉 이오의 조석 굴곡이 단일 마그마 바다 대신 별도의 마그마 챔버(방)가 존재함을 나타낸다는 것이다.

주노는 12월 27일 목성에 가까이 접근할 예정이어서, 과학자들은 목성계에 대한 추가적인 발견을 기대하고 있다.