화성에서 새로운 타입의 오로라가 발견되다

[세계는 지금] 아랍에미리트 탐사선 불연속적이며 긴 벌레같이 생긴 오로라 발견

아랍에미리트 탐사선(Emirates Mars Mission) 화성 궤도에 성공적으로 진입하다

한국시간으로 지난 2021년 2월 10일, 아랍에미리트(UAE)는 화성탐사선 아말 (Al-Amal: أمل – 아랍어로 희망이라는 의미-)을 화성 궤도에 성공적으로 진입시킴으로써, 미국, 러시아, 유럽, 인도에 이어 세계에서 다섯 번째로 화성 궤도에 진입한 나라가 되었다.

아랍에미리트의 화성 탐사선 화성에 성공적으로 안착하다. © Emirates Mars Mission Al-Amal

그동안 우주과학의 불모지라 여겨지던 아랍에미리트는 석유자본을 앞세워서 보다 장기적이지만 공격적인 투자를 진행하였고 이를 통해서 달 탐사를 건너뛰고도 화성 탐사에 성공하게 되었으며 신 우주 강국으로 발돋움하는 데 성공했다. 아말은 두 달 뒤 화성 상공 1,400km의 궤도에 도달하면서 최종 궤도 진입마저 성공적으로 수행했다.

화성 대기를 관측하고 있는 아말 상상도. © Emirates Mars Mission Al-Amal

아말은 붉은 행성 화성의 주변 궤도를 돌면서 화성 대기를 관측함과 동시에 최초로 화성 기상도를 제작하기 위해서 시작되었다. 또한 화성의 여러 대기층 사이에서 수소 그리고 산소의 움직임을 추적하고 있다. 위 탐사선은 자외선 분광계(EMUS: Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer), 적외선 분광계(EMIRS: Emirates Mars Infrared Spectrometer ), 그리고 고해상도 관측계 (EXI: Emirates Exploration Imager)를 탑재하고 있다. 아말은 55시간마다 화성의 궤도를 돌며 9일에 한 번씩 화성의 데이터 표본을 수집하게 된다. 반년이 넘는 시간 동안 타원형 궤도로 돌며 화성을 관측한 아말은 2021년 말부터 자료를 보내기 시작했다.

화성의 오로라를 관측하고 있는 아말 탐사선의 상상도. © Emirates Mars Mission Al-Amal

최초로 불연속적인 형태의 화성 오로라를 관측하다

아말은 화성 궤도에 진입한 직후부터 화성의 오로라를 발견했다. 이에 아말 팀 연구원들은 원래 계획했던 것보다 더 많은 시간을 할애하여 화성의 오로라를 자세하게 관측하기 시작했다.

화성에서 발견된 구불구불한 불연속 오로라. © Emirates Mars Mission Al-Amal

아말이 보내온 자료를 살펴보면 이번 발견된 화성의 오로라는 언뜻 보기에 지구의 오로라와 비슷해 보인다. 하지만 아말이 관측한 화성의 오로라는 구불구불한 모양에 불연속적이고 거대한 벌레같은 모양을 띄고 있다. 아말 연구원들은 위 발견을 가히 ‘충격적’이라고 까지 표현했다.

지구의 오로라. © NASA

오로라가 알려주는 화성의 대기

화성의 오로라는 화성의 대기 그리고 자기장이 태양풍과의 상호작용하며 만들어진다. 위 프로젝트의 총 책임자 알 마트로쉬 박사 (Dr. Al Matroushi)는 “거대한 규모의 불연속적인 오로라는 우리가 전혀 예상하지 못한 방식의 오로라 입니다”라고 밝히며 이는 이전까지 발견되었던 3가지 오로라 (강렬한 태양 폭풍에 의해 생성되는 확산형 오로라, 행성의 지각에 박혀있는 자화된 광물에 의해서 생성되는 불규칙 오로라, 그리고 화성의 낮  부분 -태양을 향한 쪽-에서 관찰되는 양성자 오로라) 등과는 전혀 다른 형태라고 주장했다.

새로운 오로라가 관측된 장소들. 주로 화성의 밤 부분에서 관측되었다. © Emirates Mars Mission Al-Amal

연구팀은 상층 대기에서 에너지가 공급된 전자 방출이 구불구불한 긴 벌레 같은 줄무늬를 만들었을 것으로 예측하며 화성의 낮에서 밤(태양과 반대 방향)까지 수천 km 이상으로 뻗어진다고 밝혔다. 자외선 분광기 (Ultraviolet Spectrometer) 담당자인 버클리 캘리포니아 대학교 롭 릴리스 박사 (Dr. Rob Lillis)는 위 발견에 대해서 아직까지 대략적인 예측만 할 수 있을 뿐 확실히 설명이 불가능하다고 밝히며 지속적인 관측을 통해서 위 신비로운 현상에 관한 명확한 이유를 밝혀내야 한다고 주장했다.

다른 이유로도 큰 주목을 받은 아말

반면 유럽에서는 아랍에미리트의 화성 탐사 성공보다도 더 크게 주목을 받을 일이 있다고 보도했다. 바로 아말 개발에 참여한 아랍에미리트의 여성 과학자가 자그마치 34%나 된다는 점이다. 기본적으로 물리학이나 천문학 그리고 우주공학을 시작하는 여성의 비율은 남성에 비해서 현저하게 낮다. 따라서 학계에 남는 여성 인구는 훨씬 더 낮아지게 되는데, 여성 인권이 세계에서 가장 낮은 나라 중 하나인 이슬람 국가 아랍에미리트에서 여성 참여율이 이렇게 높다는 점은 기적과도 같은 일이기 때문이다.

한편 아말의 임무는 최소 1년 더 수행될 것으로 예상되며, 아랍에미리트는 위 성공에 이어서 2100년대 화성 이주 계획을 추진하고 있다.

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전체 댓글 (2)

  • 박동환 2022년 May 5일4:38 pm

    오류가 있는 내용 같은데 확인 바랍니다.

    “화성의 오로라는 화성 상공으로부터 5,500만 km 떨어져 있으며 구불구불한 모양에 불연속적이고 거대한 벌레같이 생겼다.”

    오로라는 기본적으로 대기 밖 하전입자가 대기 분자와 충돌해서 발생하는데, 하전입자와 대기의 양이 적당해야 인지할 수 있는 오로라가 발생하죠. 지구 대기권 기준으로 오로라는 수백km 상공에서 발생합니다. 대기가 희박한 화성의 오로라는 지구보다 낮은 고도, 주로 100km 이하 고도에서 발생하는 것으로 알려져 있습니다.

    그런데 5,500만km 떨어진 곳에서 발생하는 화성 오로라라니… 옮기는 과정에서 뭔가 오류가 있었을 거라고 생각할 수 밖에 없습니다.

    • 김민재 2022년 May 6일1:31 am

      안녕하세요 박동환 님, 소중한 의견 감사드립니다^^ 동환님 말씀대로 화성의 오로라는 대략 100 km 이하 고도에서 발생합니다. 아직 논문이 나오지 않고 언론에서만 다루었는데, 미처 확인하지 못한 제 잘못이 있으니 사과드립니다. 또한 해당 관측 기기(Emirates Mars Ultraviolet Spectrometer) 관련해서 정보를 찾기 쉽지 않았지만, 관측 파장 범위가 대략 90~180 nm정도 되며 몇몇의 이전 관측은 130.4nm 관측 파장을 통해서 관측된것으로 판단되며 대략 화성 상공으로부터 130 km 정도 떨어진 상층 화성 대기부분을 관측했습니다. 따라서 이번에도 비슷한 고도에서 오로라가 관측 되었을것이라고 생각되어집니다. 정확한 내용은 논문이 나오면 다시 한번 리뷰하며 취재하겠습니다. 5,500만 km면 대략 지구에서 화성까지의 근일점과도 비슷한 거리인데 명백히 잘못된 관계로 해당 내용은 삭제했으며 해당 언론사들에도 제보를 하겠습니다. 건강한 토론 감사드리며 앞으로도 많은 관심 부탁드립니다^^ 감사합니다!

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