왜소행성이란 명왕성처럼 소행성과 행성 사이의 중간 크기의 천체를 말한다.

지난 1801년 이탈리아의 팔레르모천문대에서 G. 피아치란 사람이 화성과 목성 사이에서 태양계 최초로 왜소행성을 발견했다.

이 왜소행성은 공전주기 4.6년, 지름 913km의 크기로 시칠리아의 수호 여신의 이름을 따 세레스(Ceres)란 이름이 붙었다. 그리고 지금 얼음으로 뒤덮인 행성 표면(icy crust) 아래에 물이 묻혀 있다는 사실을 밝혀내고 있는 중이다.

오카토르 분화구 아래 거대 호수 존재

세레스는 화성과 목성 사이의 소행성대(Asteroid belt)에 위치해 있다.

이 왜소행성은 소행성대를 구성하고 있는 다른 소행성들과 마찬가지로 도넛 모양의 타원형 궤도를 이루며 태양 주위를 돌고 있는 중이다.

과학자들이 이 왜소행성에 관심을 갖는 것은 다른 행성들과 달리 물이 존재할 가능성이 매우 높기 때문. 세레스에 희박한 대기가 있으며, 그 안에 다른 어떤 행성보다 많은 수증기를 함유하고 있다고 판단해왔다.

그리고 미 항공우주국(NASA)을 중심으로 많은 과학자들이 이 왜소행성 지표면 아래 많은 묻혀 있을 것으로 추정되는 물의 흔적을 찾고 있는 중이다. 그리고 최근 물의 존재를 확인할 수 있는 흔적들이 다수 발견되고 있어 학계로부터 큰 주목을 받고 있다.

최근 NASA 연구팀이 작성한 논문은 국제학술지 ‘네이처 애스토로노미(Nature Astronomy)’ 10일 자에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Fresh emplacement of hydrated sodium chloride on Ceres from ascending salty fluids’이다.

11일 ‘내셔널 지오그래픽’에 따르면 NASA는 소행성대에 있는 왜소행성 베스타(Vesta)와 세레스를 탐사하기 위해 2007년 탐사선 ‘던(Dawn)’을 발사했다. 그리고 지난 2012년까지 베스타를 탐사한데 이어 최근까지 세레스를 탐사해왔다.

NASA 연구팀은 논문을 통해 왜소행성 세레스에게서 전혀 예상치 못한 놀라운 사실들이 밝혀지고 있었다고 말했다.

거대한 얼음 화산인 아후나 몬스(Ahuna Mons)가 발견됐으며, 국소적으로 또 다른 물의 징후가 탐지되고 있었다는 것. 이런 관측 자료들은 이 행성 표면에 바다가 존재했으며, 광범위한 수성적 변화(aqueous alteration)가 진행돼왔음을 말해주고 있었다고 설명했다.

그동안 세레스 표면 어느 곳에 물이 흐르고 있는지, 더 나아가 바다의 일부분이 아직 남아 있는지 확인이 이루어지지 않고 있었다. 하지만 NASA 연구팀이 그동안 수집한 탐사 자료를 분석한 결과 새로운 사실을 확인할 수 있었다.

바다가 있었다는 흔적과 증거 계속 발견

가장 밝은 지역으로 알려진 직경 91km의 오카토르 분화구(Occator Crater) 안에서 바다의 흔적을 발견한 것.

흔적을 발견한 곳은 분화구 안에 있는 세레알리아 파쿨라 반구(Cerealia Facula dome) 상단이다. 흰 반점의 모습으로 나타나고 있는 이런 유형의 지역을 (지구를 제외한) 다른 행성에서 볼 수 없는 지역이다.

논문은 이 반구 위에서 ‘수성화한 염화나트륨(hydrated sodium chloride)’을 발견했으며, 지구에서 볼 수 있는 소금물이 존재했음을 말해주는 것이라고 설명했다. 열수성 활동(hydrothermal activity)에 의한 수성 변화가 있었음을 말해주고 있다는 것.

이는 곧 지구에서 볼 수 있는 소금물이 존재했음을 말해주고 있으며, 물속의 소금 성분들이 빙점을 낮추면서 오랜 기간 동안 수성으로 존재할 수 있게 했다고 보고 있다.

약 120만 년 전 지하에 남아 있던 염수 일부가 분화구를 타고 지표면으로 흘러나왔으며, 지금 수성을 지닌 소금 성분으로 변화해 세레알리아 파쿨라 반구를 밝은 지점으로 변모시켰다고 설명하고 있다.

연구에 참여하고 있는 과학자들은 또 세레알리아 파쿨라 반구 지하에 거대한 소금물의 호수가 존재하고 있다고 믿고 있다.

그동안 던 탐사선은 세레스 주위를 돌면서 중력장 측정을 통해 다른 소행성과 달리 지구형 행성처럼 다층적인 내부 구조를 가지고 있으며, 그 중심에 암석이나 금속질의 고체핵이 있고 그 주위를 규소와 소금이 섞인 얼음 맨틀이 둘러싸고 있다고 추정하고 있었다.

그리고 이번 연구 결과를 통해 지하에 소금물의 호수가 존재하고 있으며 얼음 아래에서 깊이 약 40km, 수평적으로 수백 km 퍼져 있다고 설명하고 있다.

논문 작성에 참여한 이탈리아 천체물리학 연구소의 마리아 크리스티나(Maria Cristina) 박사는 “과거 연구에서 세레스 표면에 바다가 존재했음을 추정하고 있었으나 그 주장을 뒷받침할 증거를 제시하지 못하고 있었다.”고 말했다.

크리스티나 박사는 “이번 연구 결과는 과거 바다의 일부가 특정 지역을 통해 아직 남아 있으며, 그 아래 지하에 바닷물의 호수가 존재하고 있음을 보여주고 있다.”고 설명했다.