요약:
달의 뒷면에 묻혀 있는 고대 화산 구조물이 '달이 어렸을 때 자체 내부에서 생성된 지구 자기장을 가지고 있었다'는 오랜 논란에 대한 가장 강력한 증거 중 하나를 제공할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다.
ETH Zurich의 연구팀은 NASA의 GRAIL 미션에서 얻은 중력 데이터와 Lunar Prospector 및 일본의 Kaguya 탐사선에서 수집한 자기장 측정값을 결합하여 달 뒷면의 Der Waal 지역에서 밀도가 높고 자성이 강한 암석 덩어리를 발견했습니다. 연구원들은 지하 구조물의 폭이 약 60km이고 지하 길이가 약 9km인 것으로 추정합니다.
오늘날의 달에는 더 이상 지구 자기장이 없지만, 수십 년 동안 과학계에서는 달의 내부에도 한때 지구와 같은 핵 구동 발전기 메커니즘이 있어서 지구 자기장을 생성했는지 여부에 대해 논의해 왔습니다. 아폴로 임무로 가져온 달 암석 샘플에 대한 이전 연구는 일관성이 없었습니다. 일부 증거에 따르면 달은 초기에 강한 자기장을 가지고 있었지만 다른 연구에서는 회의적이었습니다.
연구팀은 데와알 지역의 지하 구조물은 약 42억년 전 달 내부에서 솟아오른 마그마체가 결국 냉각되어 굳어진 것일 가능성이 있다고 믿고 있다. 과학자들은 이 암석에 들어 있는 철의 양을 추정할 수 있었기 때문에 암석이 냉각되면서 자성을 갖게 만드는 최소 자기장 강도도 알아낼 수 있었습니다.
연구자들은 계산 결과 당시 달의 자기장의 강도가 10마이크로테슬라를 넘을 가능성이 매우 높았다고 밝혔다. 비교해 보면, 오늘날 지구 표면의 평균 자기장 강도는 약 50마이크로테슬라입니다.
연구팀은 또 다른 가능성, 즉 큰 소행성이나 운석의 충돌이 암석의 자화를 일으켰다는 가능성도 평가했다. 그러나 De Waal 지역은 이전에 충격 자화를 담당한다고 생각되었던 영역 밖에 있으므로 연구자들은 이러한 자화 특징이 일회성 충돌 사건이 아닌 달 내에서 생성된 오래 지속되는 자기장에서 비롯된 것이라고 믿을 가능성이 더 높습니다.
이는 관련된 자기장이 달 핵 내부의 오랜 발전기 메커니즘에서 비롯된 것이 거의 확실하다는 것을 의미한다고 연구진은 지적했습니다. 이번 발견은 달에도 한때 내부 자기장이 있었다는 생각을 더욱 뒷받침합니다.
데와알 지역에는 '달 나선 패턴'이라는 특별한 표면 구조가 있다는 점도 주목할 만하다. 이러한 밝은 곡선 표면 패턴은 국지적인 자기 이상 현상과 관련이 있는 경우가 많습니다. 과학자들이 제안한 한 가지 설명은 수평으로 분포된 자기장이 태양풍을 부분적으로 편향시켜 달 토양에 대한 태양풍의 장기적인 풍화 효과를 늦추고 관련 지역이 더 높은 밝기를 유지할 수 있다는 것입니다.
연구원들은 이러한 유형의 현상이 향후 달 착륙 활동에 큰 의미가 있다고 말했습니다. 국지적 자기장선은 우주 비행사에게 태양풍으로부터 어느 정도 보호해 줄 수 있으며, 달 소용돌이는 과학자들이 이러한 잠재적인 보호 영역을 식별하는 데 도움이 될 것으로 예상됩니다.
이번 연구는 달 초기에 내부 자기장 발전기가 존재했다는 증거 기반을 더욱 강화했습니다. 그러나 새로운 수수께끼가 등장했습니다. 도대체 달의 상대적으로 작은 핵이 어떻게 그렇게 강력한 자기장을 생성하는지였습니다. 연구자들은 현재 과학계의 관심이 '달에 발전기 메커니즘이 있었는지 여부'에서 '이 메커니즘이 어떻게 작동하는지'로 점차 바뀌고 있다고 믿습니다.
또한 연구팀은 궤도 중력 데이터와 자기장 데이터를 결합하는 방식이 향후 다른 천체의 자기장 진화 역사를 연구하는 데 활용될 것으로 기대한다고 지적했다. 화성은 잠재적인 연구 대상이지만 현 단계에서 관련 탐지 데이터의 정확성은 달과 유사한 세부 분석을 수행하기에는 충분하지 않습니다.
연구 결과는 Science Advances 저널에 게재되었습니다. 이번 연구는 데발 자기 이상 현상이 깊은 마그마 활동에서 비롯될 가능성이 가장 높으며 달의 초기 내부 진화와 자기장 역사를 밝히는 새로운 핵심 단서를 제공한다고 믿고 있습니다.
댓글