최근 목성의 위성이 12개 더 발견되면서 주목을 받았다.

위성은 행성의 인력(끌어당기는 힘)에 의해 그 둘레를 도는 천체. 지구의 위성은 달이다. 위성은 지구를 비롯해 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에 있으며, 태양계 내에 160개 넘게 있다고 알려져 있다.

이번 발견으로 목성의 위성은 총 79개가 됐다. 목성의 지름은 지구의 약 11배인 14만3000㎞. 태양계에서 크기가 가장 큰 행성인 만큼 끌어당기는 힘이 커서 위성도 가장 많다.

목성의 위성 중 크기가 큰 4개의 위성(이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토)를 ‘갈릴레이의 위성’이라고 부른다. 1610년(현지시간) 1월 8일 이탈리아의 천문학자인 갈릴레오 갈릴레이(1564∼1642)가 손수 만든 망원경으로 처음 발견했기 때문. 이 위성들의 특징을 살펴보자.

불기둥 화르륵, 물기둥 촤르륵

목성의 4대 위성 가운데 ‘이오’와 ‘유로파’는 전혀 다른 환경을 갖고 있다.

이오는 태양계에서 화산 활동이 활발하게 일어나는 대표적인 위성 중 하나. 지름이 3643㎞인 이오는 목성의 4대 위성 가운데 세 번째로 크며 목성에서 약 42만2000㎞ 떨어진 궤도를 돌고 있다. 이오에는 활화산이 수백 개 있다고 알려져 있다. 보이저 1호가 찍은 이오의 표면 사진에선 화산에서 뿜어져 나오는 연기가 포착되기도 했다.

반면 목성에서 67만1050㎞ 떨어진 거리에서 목성 주위를 도는 유로파는 지름이 3121㎞인 ‘얼음 위성’. 유로파 표면을 덮고 있는 10∼30㎞ 두께의 얼음층 아래에는 지구 전체 물의 2∼3배에 달하는 바다가 있는 것으로 알려졌다. 이 때문에 미국 미시간대 시안제 지아 교수 연구진이 지난 5월 국제학술지 ‘네이처 어스트로노미’에 밝힌 자료와 2012, 2016년에 허블우주망원경이 포착한 사진에 의하면 유로파에선 종종 물이 솟아오르는 물기둥이 관측된다. 바다가 있는 유로파는 생명체가 있을 확률이 가장 높은 목성의 위성이기도 하다. 이곳을 탐사하기 위해 2022년 미국 항공우주국(NASA·나사)은 ‘유로파 클리퍼’를, 유럽우주국(ESA)은 ‘주스’를 발사할 계획이다.

이오 표면에서 화산 연기가 피어오르는 모습(왼쪽)과 유로파. NASA·미국 애리조나대·JPL-칼텍·SETI 연구소 제공​

‘크기부심’ 가진 위성들

‘가니메데’와 ‘칼리스토’는 남다른 크기를 자랑한다.

지름이 5262㎞인 가니메데는 태양계 위성 중 가장 크며, 자기장을 가지고 있는 유일한 위성. 목성으로부터 107만㎞ 떨어진 거리에서 돌고 있다. 가니메데는 중심부터 △자기장을 발생시키는 금속철 △암석 △얼음과 암석의 세 층으로 구성돼 있다. 1996년 허블우주망원경을 통해 가니메데에 산소층이 있다는 것이 밝혀졌지만 아주 얇아서 생물체가 살기에는 적절하지 않은 것으로 알려졌다.

지름이 4800㎞인 칼리스토는 태양계에서 세 번째로 큰 위성. 목성에서 188만㎞ 떨어진 곳에서 주위를 돈다. 유로파나 가니메데처럼 얼음층 아래 바다가 있는 것으로 추정된다. 수많은 운석공(큰 운석이 지구나 달표면으로 떨어질 때 그 충격으로 생긴 웅덩이 모양의 지형)으로 뒤덮여 있다.

가니메데(왼쪽)와 칼리스토. NASA·JPL 제공​

▶어린이동아 심소희 기자 sohi07@donga.com

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