목성의 위성인 유로파는 어떤 원리로 표면 온도의 변화가 있던 걸까요?
목성의 위성인 유로파는 표면에 균열의 흔적이 있는데 이게 얼었다가 녹았다가를 반복으로 인한 거라고 하더군요.
태양으로부터의 거리가 있으니 어는 건 싑게 이해가 되지만 녹는 것은 어떤 매커니즘이 작용하나요?
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.
유로파에 대해서는 연구가 많지는 않아서 아직도 추측의 영역이 많다고 합니다.
녹았다 얼었다 하는 것은 태양빛을 받고 안받고의 차이가 커서 가능할 것 같네요,, 균열부위의 원인에 대해서는 여러 의견이 있다고는 합니다.
1명 평가안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
유로파의 표면 온도 변화와 균열의 원리는 주로 목성의 조석력에 의해 설명됩니다. 유로파는 태양에서 멀리 떨어져 있기 때문에 태양 복사에 의해 온도가 높아지기에는 부족하지만, 목성의 강력한 중력과 조석력으로 인해 내부 에너지가 생성되어 얼음 표면에 영향을 미치고 있습니다. 이로 인해 유로파의 얼음층이 녹았다가 얼었다가 하는 과정이 발생하는 것입니다. 유로파가 표면에서 얼음이 녹는 주된 이유는 목성의 강력한 중력으로 인한 조석력 때문입니다. 조석력은 유로파가 목성 주위를 공전하면서 일정하지 않은 중력의 힘을 받기 때문에 발생합니다. 이로 인해 유로파는 주기적으로 늘어났다 줄어드는 기계적 운동을 하게 되고, 그 과정에서 내부 마찰이 발생하여 열이 생성됩니다. 유로파는 목성에 매우 가까이 위치해 있기 때문에, 목성의 중력에 의해 끊임없이 당겨지고 풀어지면서 내부가 변형됩니다. 이러한 변형 과정에서 발생하는 마찰 열은 유로파의 내부를 가열하며, 이 열이 표면에 전달되면서 얼음층 아래의 물이 녹는 원동력이 됩니다. 유로파는 목성 주위를 타원형 궤도로 공전하고 있습니다. 이 때문에 목성과의 거리가 가까워질 때 중력이 강해지고, 멀어질 때는 약해집니다. 이 변화로 인해 유로파의 내부가 지속적으로 변형되며, 열이 축적됩니다. 조석 가열로 인해 유로파 표면 아래에는 거대한 액체 바다가 존재할 가능성이 큽니다. 표면은 얼음으로 덮여 있지만, 그 아래에는 녹은 상태의 물이 있는 것으로 추정됩니다. 표면의 균열이 생기는 원인은 이러한 내부 바다에서 열이 올라오면서 얼음이 녹고 다시 얼어붙는 과정에서 발생하는 것으로 보입니다. 조석력으로 인해 내부에 생성된 열이 얼음층에 전달되면, 표면에 있는 얼음이 부분적으로 녹을 수 있습니다. 이 과정에서 얼음이 열을 받아 약간 녹으면, 균열이나 갈라진 틈에서 액체 상태의 물이 나오기도 합니다. 목성의 강력한 중력이 미치는 범위 안에서 상대적으로 차가운 환경에 놓인 유로파의 표면은 곧바로 다시 얼어붙습니다. 따라서, 녹았다가 얼어붙는 과정이 반복되며, 표면의 균열과 재결합 현상이 지속적으로 발생합니다.