제임스 웹 우주 망원경의 관측 결과에 따르면 목성의 위성 유로파의 이산화탄소 얼음이 지하 바다에서 유래했다고 제안하는 두 개의 독립적인 연구가 촉발되었습니다. 이번 발견은 외계 생명체 탐색의 주요 목표로 간주되는 유로파 내부 바다의 구성에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
두 가지 연구에 따르면 유로파 표면의 이산화탄소는 달의 내부 바다에서 유래한다고 합니다. Webb 우주 망원경이 유로파를 최근 관측한 결과, 달의 이산화탄소 얼음이 지하 바다에서 유래한 것으로 나타났으며, 이는 외계 생명체의 잠재적 중심지인 이 지역에 탄소가 풍부하다는 점을 강조합니다.
최근 JWST(James Webb Space Telescope)가 목성의 달인 유로파(Europa)의 이산화탄소(CO2) 얼음을 관측한 결과, 한 쌍의 독립적인 연구에서는 이산화탄소가 얼음체의 지하 바다에서 유래한 것으로 나타났습니다. 두 연구팀의 발견은 유로파 내부 해양의 거의 알려지지 않은 구성에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
목성의 위성 유로파(Europa)는 단단한 얼음 껍질 아래 짠 액체 물로 이루어진 지하 바다를 갖고 있는 것으로 생각됩니다. 이 때문에 유로파는 태양계의 다른 곳에서 생명체를 찾는 주요 목표입니다. 이 심해의 잠재적인 거주 가능성을 평가하는 것은 탄소와 같이 생명에 필수적인 요소의 풍부함을 포함하여 화학적 구성에 달려 있습니다.
이전 연구에서는 유로파 표면에 고체 이산화탄소 얼음이 존재한다는 사실을 확인했지만, 이산화탄소가 지하 바다에서 나오는지, 달 표면의 운석과 충돌하는지, 아니면 목성의 자기권과의 상호작용을 통해 달 표면에서 생성되는지를 판단하는 것은 불가능했습니다. 이산화탄소의 근원을 결정하면 유로파 내부 해양의 화학적 구성을 제한할 수 있습니다.
NASA 제임스 웹 우주망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)가 목성의 위성 유로파 표면의 이미지를 포착했습니다. 웨버는 유로파의 얼음 표면에서 달의 지하 바다에서 나오는 이산화탄소를 발견했습니다. 이 발견은 유로파 바다의 잠재적인 거주 가능성에 대해 중요한 의미를 갖습니다. 위성은 적외선 파장이 짧을수록 더 밝아지기 때문에 대부분 파란색으로 보입니다. 흰색 특징은 혼란스러운 지형 Povis-Riggio(왼쪽) 및 Tara-Riggio(가운데, 오른쪽)에 해당하며 표면의 이산화탄소 얼음이 강화되었음을 보여줍니다. 출처: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva(NASA-GSFC), Samantha K Trumbo(Cornell University), Gerónimo Villanueva(NASA-GSFC), Alyssa Pagan(STScI)
유로파의 이산화탄소 분포 분석
두 가지 별도의 연구에서 연구자들은 JWST로 얻은 유로파 표면의 이산화탄소에 대한 근적외선 스펙트럼을 분석했습니다.
연구 중 하나에서 사만다 트럼보(Samantha Trumbo)와 마이클 브라운(Michael Brown)은 JWST 데이터를 사용하여 유로파의 이산화탄소 분포를 매핑했으며 이산화탄소 수준이 가장 높은 지역이 타라 지역(Tara Regio)에 있다는 사실을 발견했습니다. 이 지역은 지질 파괴 후 다시 표면으로 올라온 물질인 "카오스 지형"이 지배하는 약 1,800평방 킬로미터의 지역입니다.
연구원들에 따르면 새로 재포장된 이 지역(유로파 표면에서 가장 젊은 지형 중 일부)에서 발견된 이산화탄소의 양은 이것이 내부 탄소원에서 나온 것임을 암시합니다. 이는 이산화탄소가 유로파의 지하 해양에서 형성되어 지질학적으로 최근의 시간 규모로 표면으로 올라왔음을 의미합니다.
그러나 저자들은 해양 유기물이나 탄산염으로 인해 표면에 이산화탄소가 형성될 가능성을 완전히 배제할 수는 없다고 말했다. 설명이 무엇이든 지하 바다에는 탄소가 포함되어 있습니다.
첫 번째 이미지는 NASA의 James Webb 우주 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)를 사용한 유로파 표면의 지도이고, 다음 세 개의 이미지는 Webb의 근적외선 분광계 통합 현장 장치(NIRSpec/IFU)의 데이터를 사용한 구성 지도입니다. 구성 지도에서 흰색 픽셀은 Tara Regio(가운데 및 오른쪽)로 알려진 대규모 혼돈 지형의 이산화탄소에 해당하고 혼돈스러운 Powys Regio(왼쪽)의 부분적인 이산화탄소 농도에 해당합니다. 두 번째와 세 번째 이미지는 결정화된 이산화탄소의 증거를 보여주는 반면, 네 번째 이미지는 복잡한 비정질 형태의 이산화탄소를 보여줍니다. 출처: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva(NASA-GSFC), Samantha K Trumbo(Cornell University), Gerónimo Villanueva(NASA-GSFC), Alyssa Pagan(STScI)
또 다른 연구도 발견되었습니다
동일한 JWST 데이터에 대한 별도의 연구에서 Geronimo Villanueva와 동료들은 유로파 표면의 이산화탄소가 다른 화합물과 혼합되어 있음을 발견했습니다. 연구팀은 또한 이산화탄소가 타라 지역에 집중되어 있다는 사실을 발견했는데, 이는 달 표면의 탄소가 내부에서 나온다는 것을 의미한다고 믿습니다.
저자들은 얼음의 12C/13C 동위원소 비율을 측정했지만 비생물적 원천과 생물적 원천을 구별할 수 없었습니다. 또한 팀은 달의 얼음 표면을 뚫고 나오는 휘발성 물질 기둥을 검색했습니다. 이러한 특징에 대한 증거는 이전 연구에서 보고되었지만 저자는 JWST 관측에서 깃털 활동을 감지하지 못했습니다.
그들은 유로파의 연기가 드물거나 때로는 그들이 검색했던 휘발성 가스를 포함하지 않을 수 있다고 믿습니다. 이 두 연구의 결과는 서로를 보완하고 유로파의 지하 바다에 탄소가 풍부하다는 결론을 강화합니다.