순수과학 Europa 행성

[껌좀십은호날두]

http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1117&docId=60082464&qb=7JeQ7Jqw66Gc7YyMIO2DkOyCrA==&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0&pid=RbCc/35Y7uhsssFMnt0ssc--342262&sid=UGkH@vvOaFAAAGVSHF0

칼리스토는 본래 아르테미스를 섬기는 처녀인데, 그 모습이 매우 아름다워 이에 눈독을 들인 제우스가 아르테미스로 변신해 사랑을 나누었다는 신화의 주인공이다. -.-   지름은 4820km 로 태양계에서 3번째, 목성에선 2번째로 큰 위성이다. 수성과 크기가 거의 같지만 밀도는 낮아서 (1.834 4g/㎤) 무게는 1/3 밖에 되지 않는다.

 칼리스토는 위의 사진에서 보듯이 검은 색의 알록달록한 표면을 가지고 있다. 밀도가 낮은 점으로 보아서 칼리스토는 암석 이외에 많은 양의 얼음으로 구성되어 있는 것으로 보이며, 얼음 지각의 두께도 에우로파나 가니메데 보다 좀 더 두껍지 않을 까 생각된다. 이런 점으로 보면 이 위성역시 내부에 액체상태의 물이 있을 가능성이 있다.

 표면이 균일하지 않은 점에 대해서는 일단 얼음으로 된 지표에 얼음이 아닌 여러가지 성분 - 철, 마그네슘, 규산암, 황화수소, 이산화탄소, 그리고 암모니아등 - 이 덮고 있기 때문으로 생각된다. 위성 표며의 밝은 부분은 얼음과 암석이 섞여 있는 부위로 보인다. 그리고 칼리스토의 표면에는 아주 많은 크레이터들이 존재한다. (아래 사진)

 칼리스토에는 특히 눈에 띄는 여러개의 동심원을 가진 거대 크레이터가 2개 존재한다. 가장 거대한 발할라 크레이터는 내부 지름이 600km 이고 주위 동심원이 1800km 까지 퍼져 있다. 2번째로 큰 아스가르드는 1600km 동심원이 펼쳐져 있다.

(발할라 크레이터 : Valhalla Crater)

(아스가르드 크레이터 : Asgard Crater)

 칼리스토에 대해서 특기할 점 하나는 이 위성이 앞의 3위성과는 달리 목성에서 비교적 멀리 떨어져 있다는 것이다. 그래서 칼리스토는 다른 위성과는 달리 공전 주기가 동조되지 않는다. 칼리스토는 목성에서 188만 km 떨어진 지점에서 16.7일 마다 한번씩 공전한다.

 목성에서 멀기 때문에 나타나는 또 한가지 특징은 목성의 강력한 자기장의 영향을 별로 받지 않는다는 것이다. 이것은 목성의 살인적으로 강력한 자기장 내에서 살수 없는 인간 같은 생명체에게는 중요한 일이다. 그리고 이 위성은 지질학적으로 조용해서 이오처럼 화산 분출을 일으키지도 않는다. 중력은 0.126G 로 달보다 약간 작은 정도이다. 이런 모든 점을 생각 할 때 미래에 인간이 발을 디딜 수 있는 목성의 위성으로 유력한 위성이 칼리스토이다.

목성에 생명체가 살 수 있을까? 대부분의 사람들이 부정적인 답변을 내놓을 것이다. 목성에는 단단한 지반이 없으며, 강력한 자기장과 폭풍으로 인해 어떤 생명체라도 들어가면 살아돌아오지 못할 환경을 갖추고 있다.

 목성의 위성들또한 마찬가지다. 4대 위성이라는 큰 위성이 있지만 평균 기온이 영하 150 도 이하이며, 여기에 칼리스토를 제외한 나머지 3개는 목성에 너무 가까워 강력한 자기장에 그대로 노출된다. 또 이오는 화산 분출로 인해 지옥같은 환경을 구축하고 있다.

 그러나 시간이 가면 갈 수록 목성의 위성 - 특히 4대 위성 중 목성에서 2번째 가까운 에우로파에 - 에 생명체가 살고 있을 지 모른다는 의혹 (?)이 제기 되고 있다. 과연 무엇때문에 과학자들이 이런 의혹을 제기하는지 알아보자.

 (목성의 위성인 에우로파, 유로파라고도 발음하는 경우도 있다. 이 얼음 위성에 생명체가 있을까?)

 앞서 목성의 위성들이란 포스트에서 에우로파에 대해서 간단히 이야기 한적이 있다. 얼음으로 된 지각 밑에는 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 높다. 그러나 이 바다는 수십 km 의 얼음 밑에 있다. 지구에서 생명 활동을 가능하게 하는 원동력은 결국 태양에너지이다. 그러나 에우로파의 바다에서는 이 에너지 원을 기대하기 어렵다. 비록 생명의 근원인 물이 있다고 해도 에너지가 없다면 생명활동은 가능하지 않다. 따라서 다음의 발견이 없었다면 누구도 에우로파에서 생명체를 찾으려는 시도를 하지 않았을 것이다.

1. 바다 밑의 에덴 동산 - 열수 분출공

 2 차 대전 이후 냉전 시대를 거쳐 심해 탐사가 활발해 지자 과학자들은 심해저에 따뜻한 물이 솟아 나오는 곳이 있다는 사실을 알게 되었다. 이것은 일종의 해저 온천일 가능성이 높다. 그 구체적인 모습을 관찰하기 위해 과학자들은 심해 탐사선을 타고 이제까지 달 표면 보다 덜 밝혀진 심해저로 내려갔다.

 (심해 잠수정 ALVIN)

 1979년, 심해 탐사용 잠수정 ALVIN 에 탑승한 일단의 과학자들은 2년전 해저의 갈라파고스 단층 (Galapagos Rift) 에서 발견된 열수 분출구를 향해 탐사를 시작했다. 이 탐사선에 탑승한 과학자들은 직접 육안으로 열수 분출구의 모습을 보고 샘플을 채취할 계획이었다.

(3번으로 표시된 지역이 갈라파고스 단층이다)

 해저 2000 미터 이하로 내려가자 과학자들은 이곳에서 전혀 생각치 않은 광경에 압도되었다. 그곳에는 검은 연기를 뿜어내는 거대한 굴뚝인 블랙 스모커 (Black smoker) 들이 광물질이 포함된 섭씨 400 이상의 온수를 연기처럼 분출하고 있었다.

 (검은 광물질이 든 뜨거운 온수를 분출하는 black smoker)

 그러나 정녕 놀라운 것은 이것이 아니었다. 과학자들을 진짜 놀라게 한 것은 높은 압력과 뜨거운 물속에서 살아가는 수많은 생명체였다. 이 시기를 기점으로 해서 수많은 열수 분출구와 많은 여기에 의존하는 심해저 생태계들이 모습을 드러냈다. 우리는 우주를 탐사하는 시대에 와 있었지만 아이러니 하게도 지구내의 바다에 대해서 너무나 모르는 게 많았던 셈이다.

 (열수 분출공 주변에 무수히 존재하는 튜브벌레(Tubeworm)들)

(튜브 벌레 사이에는 여러가지 심해저 생명체가 살고 있다)

(수많은 조개들도 같이 발견되었다)

 생명체가 거의 살지 않는 지역이라고 생각되던 수천 미터 밑의 바다에서 이렇게 많은 생명체가 몰려서 사는 지역이 있다는 것은 놀라운 일이었다. 그야말로 심해저의 에덴동산이라 부를만 했다. 이곳은 한번도 햇빛이 도달한 적이 없는 심해저 이다. 대체 이 많은 생명체는 어디서 에너지를 얻어 생존하는 것일까?

(열수 분출구의 열화학 생태계 시스템)

 그 해답은 물론 여기서 분출되는 열수에 있다. 열수공 주변의 평균 55도 이상의 뜨거운 바닷물에는 호열성 미생물들이 살고 있다. 이 미생물은 주변의 4C 정도의 차가운 물속에서는 잘 자라지 못하고 뜨거운 바닷물에 최적화되어 있다. 이 미생물은 태양에너지를 이용한 광합성 대신에 열수에 포함된 황화수소나 메탄등을 산화시켜 에너지를 이용하는 메카니즘을 가지고 있다. 이들은 이 해저 생태계의 1차 생산자이다.

 열수구의 다른 모든 생명체는 이들이 만들어내는 에너지를 기반으로 생존한다. 이를테면 튜브벌레는 내부에 사는 미생물이 황화수소등을 대사해서 당(sugar) 를 생산하고 튜브벌레는 이를 에너원으로 살아간다. 이들은 햇빛과는 상관없이도 얼마든지 생태계를 이루며 살아가고 있다.

 이 발견은 20세기 최대의 발견 중 하나였다. 어떤 과학자들은 이 에덴 동산에서 지구 최초의 생명체가 발생했다고 주장하기도 했다. 이 가설은 전혀 다른 영역의 연구에 심대한 영향을 미친다. 즉 외계 생명체 탐사 연구에 큰 영향을 준 것이다.

2. 에우로파 탐사 계획

 에우로파에서 바다의 존재가 강력히 의심된다는 것은 이전 포스트에서 설명했다. 얼음 지각안에는 액체 상태의 물이 있다고 가정해야 에우로파 표면의 지형이 설명될 수 있다.

(갈릴레오 탐사선이 포착한 에우로파의 운석 충돌 장면 - 표면에 얼음이 얼어있는 호수 표면에 큰 돌을 던진다고 생각해보자. 물위에 있는 얼음에 금이가 동심원 상의 모습이 발생하고 운석은 바다로 빠진다. 중요한 차이는 에우로파는 다른 천체처럼 크레이터가 생기지 않았다는 것이다. 이 지형도 에우로파의 다른 곳에서처럼 얼음 지각이 갈라지고 물이 새어나온뒤 다시 얼어붙으면 사라진다. 에우로파에 크레이터가 거의 없다는 것은 중요하다. 바다위의 얼음 지각은 크레이터가 거의 보이지 않는 이유를 설명해준다)

 그러면 영하 150도 이하의 지역에서 물이 녹는 이유는 무엇인가? 앞서 포스트에서 설명했듯이 그 에너지는 목성의 다른 위성과 목성과의 중력 간섭에서 일어나는 조석 작용이다. 이로인해 이오는 태양계에서 가장 활발한 화산활동을 하고 있다. (하지만 또 한가지 설명해야 하는 것은 모두가 바다 이론에 동의하는 건 아니라는 점이다)

(에우로파의 얼음 지각을 설명하는 두가지 이론 중 하나에만 액체 상태의 물이 존재한다)

 이오 보다 좀 더 떨어져 있는 에우로파의 경우 내부에서는 열에너지로 얼음 지각 내부는 액체상태일 가능성이 끊임없이 제기되고 있다. 만약 정말 바다가 있다면, 여기에 화산분출이나 혹은 열수 분출공 같은 온천이 있을 가능성이 있다. 그렇다면 생명체가 존재할 가능성도 있지 않을까?

 많은 과학자들이 결정적 물증은 없지만 의혹을 제기하는 이유가 바로 이것이다. 하지만 가정과 추측만으로 과학이 되지는 않는다. 과학은 검증 가능한 주제를 다루어야 하며, 그렇지 않다면 핀의 머리위에 몇 명의 천사가 춤을 출수 있는지를 토론한 중세 신학자와 다를 것이 없다. 결국 이를 검증하기 위해 직접 탐사선을 보내는 수 밖에 없는 것이다.

 이 탐사선은 적어도 수십 km 이상의 얼음 지각을 뚫고 들어가 액체 상태의 바다가 있는 지 검증해야 한다. 그리고 바다가 존재한다면 그 다음은 생명체가 존재하는지 검증해야 할 것이다.

 그러나 이는 쉬운 일이 아니다. 목성에 위치는 지구에서 최소 6억 km 이상이다. 그러나 이것은 어느 정도 극복이 가능하다. 인간이 만든 우주 탐사선은 이전에도 그곳에 간적이 있으니까. 정말 어려운 문제는 적어도 수십 km 까지 가능하다고 보이는 두꺼운 얼음 (물론 구체적인 두께는 현재로써는 알 수 없다) 을 뚫고 들어가 탐사를 한다는 것이다. 이것은 심지어 지구에서도 쉬운 일이 아니다.

 이를 위해 한가지 제안된 아이디어는 핵연료로 가동되는 로봇 탐사기가 열을 이용 얼음을 녹이고 들어가 바다가 있는지 확인하고 바다가 확인되면 자동으로 변신해서 바다를 탐사한다는 것이다. 이른바 Cryobot 계획이다. 현재 나사와 ESA가 공동으로 2020년에 에우로파를 탐사하는 것을 고려하고 있다.

(크라이오봇 - 얼음을 녹이고 들어가 에우로파의 바다를 탐사한다)

 그러나 예상되는 어려움이 하나 둘이 아니다. 그냥 생각해도 말처럼 간단한 문제가 아님을 알 수 있다. 대체 이 두꺼운 얼음을 정상적으로 뚫을 수 있는 로봇이 있을까? 또 핵연료를 실으면 환경단체의 반대 (만약 우주선이 발사중 폭발하면 에우로파가 아니라 지구가 방사능에 오염된다) 가 만만치 않을 것이다.

 그리고 간과하면 안되는 문제는 이 로봇 탐사선에는 박테리아 한마리도 있으면 안된다는 것이다. 잘못하면 지구 박테리아에 에우로파가 오염되어 생명탐사에 혼동을 줄 수 있다. (에우로파가 아니라 지구 박테리아를 보고 외계 생명체로 오해할 수 있다)

 여기에 과연 탐사선이 바다 밑에서 무언가를 발견해도 깊은 심해저에서 뭔가 발견한 다음 다시 두꺼운 얼음을 뚫고 지구까지 자료를 송신해 줄 수 있을까? 이것이 가능하다면 생명체나 바다를 찾지 못해도 지구의 로봇 공학을 한단계 진보시킨 개가로 생각될 것이다.  

 앞으로의 과제는 쉬운일이 아니다. 그러나 많은 과학자들은 언젠가 이 불가능해 보이는 임무를 직접 해보기 희망하고 있다. 박테리아 정도라도 외계 생명체를 찾아낸다면 에우로파는 물론이고 우주와 인간에 대한 우리의 이해가 완전히 달라질 것이기 때문이다. 생명체가 이렇게 태양계 안에서 조차 여러곳에서 발생 가능하다면 이 우주는 생명에 충만할 것이다. 그리고 일부는 아마 지능도 가지고 있을 지 모른다.

 그리고 심지어 에우로파에서 조차 박테리아 보다 진보된 외계 생명체가 존재할 지 모른다. 누가 알겠는가? 에우로파에 탐사선이 도착했을 때 "양키 고홈" "에우로파에 핵물질 반입을 반대한다" 라는 피켓을 든 외계인을 보게 될지. 미래에 탐사선을 보네 직접 확인하게 되는 날을 고대해 본다. 

[출처] 태양계 이야기 10 - 목성의 위성에 생명체가 ?|작성자 고든

[출처] 태양계 이야기 9 - 목성의 위성들 |작성자 고든

http://blog.naver.com/jjy0501?Redirect=Log&logNo=100075672424

1. 유로파에는 중력이 지구보다 큰가요 작은가요? 정확한 수치좀..

지구의 0.134배 (1.314 m/s²)

2. 유로파에는 산소가 잇나요??[있다면 지구보다 많을까? 작을까?]

표면에 아주 극소량의 산소가 존재한다고 합니다.

아마 산소의 근원은, 내부에 있는 물이 표면으로 나오면서 분해된 것으로 추측되네요.

물론 대기량은 지구와는 비교할 수조차 없이 작습니다...

3. 지금우주선으로 유로파에 가려면 어느정도에 기간이 걸리나요

직선거리만으로 따지자면 유로파와 지구의 거리는 가장 가까워졌을 때

4.2AU로 시간당 4만 킬로미터라면 대략 654일 정도가 걸리는군요.

하지만 실제로 직선으로 날아가지는 않습니다...만약 유로파를 탐색하려 한다면

유로파 주위를 공전하기 위해서 복잡한 코스로 빙빙 돌아갈 것이 뻔하므로

실제 도착기간은 조금 더 길어질 것 같네요.

가장 마지막으로 목성을 전문적으로 탐사했던 갈릴레오 탐사선은,

1989년 10월 18일 발사하여 목성궤도에 95년 12월 7일 도착, 5년이 좀 넘게 걸렸습니다.

4. 유로파에는 식물이 보호막없이도 자라고 할수있나요?

목성의 강력한 자기장은 마치 지구의 체르노빌 원전이 파괴되었을 때 주위에

방사능을 뿌려서 죽음의 환경을 만든 것과 비슷한 효과를 냅니다.

즉, 유로파는 항시 표면이 원자로 속과 같은 상태라고 보시면 됩니다.

방사능은 생명체의 DNA구조를 효과적으로 파괴하므로, 식물 역시 이런 환경에서

제대로 생명을 유지하긴 힘듭니다.

게다가 대기가 거의 존재하지 않고 온도는 영하 120도를 찍기 때문에

식물의 생존은 불가능합니다.

5. 유로파에는 사람이 보호막없이 내리면 몸에 해로운 것이 있을까?

4번과 마찬가지입니다.

방사능이 강하게 내리쬐는 유로파 표면은 인간에게 별로 유쾌하지는 않을 것 같네요.

왜 핵전쟁이 무서운지를 아신다면 같은 추리가 가능할 겁니다.

6. 빛이 유로파 까지 가는 시간은?

지구에서 유로파까지가 약 4.2AU 거리이므로 대략 35초 정도 걸립니다.

7. 유로파에 생명이 있다면 지금은 어떻게 생겻고 그것이 또 인류처럼 문명을 이룩하기 위해 진화 하는데 걸리는 시간은?

아직 생명체는 발견되지 않았지만, 만약 유로파 내부에 액체의 바다가 있다면,

해저 열수구에서 나오는 지열을 이용하여, 마치 지구 생명체가 처음 바다에서 생겼던 것과 같은 모양을 하고 있을 것이라고 추측합니다.

하지만, 인류와 같은 고등 생명체로의 진화는 회의적입니다.

일단 산소가 매우 풍부하게 존재해야 지능을 가진 생명체로 진화가 활발하게 이루어질 수 있는데, 지상으로 생명체가 진출할 수 없는 유로파의 환경 하에서 그런 기회는 주어지지 않을 듯 합니다.

따라서, 만약 진화를 한다면, 먼저 지구와 비슷하게 산소가 풍부하게 물 속에 녹는 환경이 주어져야 할 것입니다.

유로파의 바다 속에 해초와 같은 식물류가 발생하는 데 얼마나 많은 시간이 걸릴지, 아니면 벌써 존재할지는 모르나, 대략 지구와 같은 시간을 요구한다고 보면 될 듯 합니다.

대략 십억년 이상의 기간은 필요로 할 수 있습니다.

혹시 모르죠. 지구와는 다른 메커니즘으로 유로파에서 더 빠른 진화나 격변이 일어날 지도, 아니면 이미 존재할지도 모르니까요.

8. 유로파의 크기는?

지름은 3000km가 약간 넘으며, 이는 우리 달보다 약 470km 작고, 지구의 0.245배에 해당됩니다.

9. 갈릴레이호가 일부로 훗날 생명체가 살지도모르는 유로파에 충돌을 피하기위해서 목성으로 달려 들어갓다는 이야기를 들엇는데 그러면 왜그랫나요? 지구또는 우주에 유로파 에 해로운 방사능이 들어있을까?

인간은 이전 강대국들이 신대륙에 쳐들어갈 때 그 곳의 환경을 무시하고 자국의 병원균이나 문화 사고 방식을 주입시켜서 고유의 생태계, 문화를 사정없이 파괴한 전적을 지니고 있습니다.

따라서, 이제 같은 실수를 반복하면 안 된다는 천문학계의 수준 있는 결정이었다고 할 수 있습니다.

갈릴레이호는 원자력 발전으로 동력을 얻는 것이었고, 만약 이 갈릴레이호가 불운하게도 유로파에 부딪힐 경우 유로파의 깨끗한 환경을 방사능으로 오염시킬 가능성이 충분했기에 목성으로 돌진하여 산화시킨 것입니다.

10. 유로파에서 인류는 인류를 위한 어떤자원을 얻을수 있을까?

유로파의 주성분은 감람암질 암석 위에 물층이 얼어 있든지, 아니면 액체로 있든지 둘 중 하나라고 하는데, 그럴 경우 물이라는 가장 귀중한 원소를 확보한다는 점에서 그 의의는 매우 큽니다. 물은 우주에 매우 흔하기는 하나, 밀도가 매우 낮게 퍼져 있기 때문에 인간이 마시고 이용할 수 있는 액체 상태로 만나기란 힘들죠. 그런데 유로파에는 어떤 형태든간에 지구의 바닷물보다도 많은 양의 물이 존재할 가능성이 높습니다. 이는 엄청난 경비와 시간의 절약을 뜻합니다.

11. 이미 유인 우주선은 달까지 갓는데 그이상 예를들어 화성,수성 처럼 더먼곳 까지 는 가지 않앗나요?

달이 끝입니다. 더 이상... 없습니다.

실제로 달은 지구의 중력권에 묶여 있기 때문에, 진정한 의미에서 인간이라는 생명체는 지구의 속박으로부터 탈출한 적이 없습니다.

흔히들 음모론을 이야기하면서 실제 미국은 달에 가 본 적도 없으면서 갔다고 거짓말을 한다고 하는데, 못 간 것이 아니라 안 간 것이라는 게 더 정확하죠.

안 가는 이유는 여러가지가 있었지만, 그 중 하나는 정치적 이유입니다. 냉전 시대야 러시아라는 막강한 라이벌이 있어서 미국은 정치적으로 우위를 점하기 위해 조종사들의 목숨을 걸고 Show에 가까운 모험을 할 수 있었으나, 냉전구도가 막을 내리면서 정치가들은 유인탐사에 더 이상 돈을 대 줄 흥미를 느끼지 못했습니다. 따라서 70년대 초반 이후 인류는 두 번 다시 인간을 지구 영역 밖으로 날려 보내지 않습니다.

두 번째 이유로, 사람이 직접 간다고 해서 얻을 수 있는 것이 생각보다 많지 않다는 겁니다. 유인 우주선은 매우 비효율적입니다. 사람이 타고 간다고 해서 더 값진 정보를 얻을 수 있는 것도 아닙니다. 우주 공간에 떠 가는 탐사선이란 제한된 행동만이 가능하기 때문에, 타고 간 우주 비행사만 개인적인 추억을 남길 뿐, 학술적으로 가치있는 자료는 인간이 무인 탐사선에 비해 딱히 더 많이 수집한다고 볼 수 없습니다. 기껏해야 고성능 카메라로 표면에 내려 사진을 찍어 오는 정도가 고작이겠죠.

세 번째 이유로, 기술적인 어려움이 있습니다. 체력의 지속적 악화, 골밀도 저하, 조종사의 목숨을 담보로 한 위험한 도박, 발사와 선체 유지에 드는 천문학적 비용 등이 있습니다.

EUROPA!

Universalis?

더읽기: Europa 탐사미션.

http://blog.naver.com/jjy0501?Redirect=Log&logNo=100165379249

[이리야스필]

식민지로 !!

[Equus]

본토임.

[껌좀십은호날두]

Europa 만세!!!!!!!!!!!!!!!!!!

[太人輩]

목성의 위성 유로파에는 아론파크라는 지하 호수가 있는데, 여기에는 희귀종 우주 꼼장어가 서식하고 있습니다.

[껌좀십은호날두]

저도 그거 생각했는뎈ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

[역설신]

몇개 엑박인대 제컴퓨터에서만 그런건가요 ㅇㅇ?

[껌좀십은호날두]

정상입니다. 저도 그럼;
온전한 포스트를 보실려면 밑에 붙여놓은 원본 링크로 들어가세요.

[블라지미르 레닌]

오오 모든 패러독스 잉여의 고장 유로파!

[VERO]

지난달 우주여행 가이드 다큐 보면서 유로파는 꼭 탐사했으면 좋겠다는 생각을 했죠.
2020년에 갈 계획이 있다니 기대 되네요.

[마가리타]

제목만 보고 유로파라는 행성이 발견되었다는 말인가? 하고 들어왔네요.. 하긴 뭐 위성이나 행성이나....