한국항공우주연구원

토성의 위성인 엔켈라두스(Enceldus)의 얼음층 지하에 액체의 물로 이루어진 바다가 발견되었다. 2005년 Cassini 탐사선이 엔켈라두스 남극에서 뿜어져 나오는 수증기와 얼음을 관측하여 내부에 물이 있다는 이론이 제시되었는데 ‘14.04.04, 사이언스 저널에 발표된 논문에 의하면 NASA의 Cassini 탐사선과 DSN(심우주 통신 네트워크)로 측정한 엔켈라두스의 내부구조의 지질학적 연구를 통해 지하바다의 존재를 보고하였다.

 
엔켈라두스의 중력장은 레이저 속도측정기의 원리인 도플러 효과를 이용하여 측정되었다. Cassini 탐사선은 엔켈라두스 주위를 돌며 2010-2012년 사이 세 차례의 근접비행을 통해 탐사선의 궤도를 정교하게 측정하였다. 근접 비행하는 동안 엔켈라두스 표면의 산이나 내부 성분의 변화와 같은 요인으로 중력장이 변하면 탐사선의 비행속도가 바뀌게 된다. 변화된 비행속도로 인해 탐사선과 지상 관측소 간의 통신 주파수가 변화하는데 이를 통해 엔켈라두스 표면의 중력장을 측정한다. Cassini 탐사선과 DSN 사이의 전파신호를 분석하면 90㎛/초 이하의 속도변화를 측정할 수 있다.

중력장 측정 결과, 엔켈라두스 남극 얼음층 10 km 아래에 다른 지역보다 높은 밀도의 물질, 즉 물로 이루어진 30-40 km 두께의 바다가 존재한다고 밝혀졌다. 남극에서 관측된 수증기 기둥이 내부의 바다에서 나올 가능성이 있고 생명체 구성 화학물인 소금기 있는 물과 유기물 분자를 포함하고 있어서 지하 바다의 발견으로 엔켈라두스는 태양계에서 생명체를 보유할 가능성이 가장 높은 곳으로 대두되고 있다.

그림 1. 엔켈라두스 얼음층 아래 거대 바다(출처: NASA/JPL-Caltech).

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
   출처: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-103 

작성 : 한국항공우주연구원 김어진 (선임연구원)