화성의 위성 '포브스' ⓒ데일리포스트=이미지 제공/NASA

ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ영화와 소설 소재로도 자주 등장해 태양계 행성 가운데 가장 친근하게 느껴지는 화성(Mars)은 로마신화의 전쟁의 신 ‘마르스’에서 따온 이름이다. 화성의 붉은 색이 전쟁의 화염을 연상시켜 지어진 것. 마르스의 아들인 포보스와 데이모스는 화성의 두 위성의 명칭이기도 하다.

나사(NASA)에 따르면 화성의 최대 위성인 포보스는 최대 직경 약 27km의 작은 천체로 울퉁불퉁한 형태를 하고 있다. 화성 표면에서 약 6000km 이내 궤도를 약 7시간 40분에 한 바퀴 공전한다. 화성을 공전하는 포보스는 화성의 조수력과 지각·맨틀의 부분적 변형에도 일정 영향을 미치고 있다. 화성의 중력에 따라 포보스 궤도 역시 천천히 변화하고 있다. 

태양계 행성 '화성' ⓒ데일리포스트=이미지 제공/NASA

포보스는 표면에 방사형 홈이 존재하는 것으로 알려져 있는데, 이 홈이 '화성의 중력에 의해 포보스가 산산히 파괴될 징후'라는 연구 결과가 새롭게 발표됐다. 

논문은 국제 학술지 '행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)'에 게재됐다.

ⓒ데일리포스트=이미지 제공/The Planetary Science Journal

포보스는 태양계 위성 중 주성에 가장 가까운 궤도를 돌고 있는 천체로 화성의 자전보다 빠르게 공전한다. 안정적이지 않은 포보스 궤도는 100년마다 약 1.8m의 속도로 화성 표면을 향해 낙하하고 있다. 

전문가들은 현재 속도라면 포보스는 죽음의 나선을 따라 약 4천만 년 후 화성에 충돌할 것으로 추정하고 있다. 그러나 조석력이 이미 포보스를 파괴하고 있다면 위성은 그보다 훨씬 일찍 파괴될 수 있다

포보스의 대표적 특징은 표면에 보이는 신비로운 줄무늬 홈이다. 홈 형성과 관련해 가장 널리 받아들여지고 있는 이론은 포보스 최대 크레이터 '스틱니(Stickney)'를 형성했던 과거 소행성 충돌로 형성됐다는 것이다. 

소행성 충돌 이외에 화성의 중력이 포보스를 잡아당기는 조석력(기조력, tidal force)이 홈을 형성했다는 학설이 있다. 그러나 포보스는 입자 모양의 퇴적물로 덮여 있어 이 같은 균열을 형성하기에는 너무 부드럽다는 반론이 존재했다.

이에 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 포보스의 부드러운 퇴적층 아래에 비교적 단단한 내부 영역이 존재하는지 조사했다. 

포보스 표면의 줄무늬 상세 이미지 ⓒ데일리포스트=이미지 제공/NASA

그 결과 내부의 비교적 단단한 층에 조석력으로 홈이 만들어지고 거기에 퇴적물이 떨어지면서 줄무늬가 형성됐을 가능성이 새롭게 드러났다. 포보스가 화성 표면에 가까워질수록 가해지는 조석력이 증가해 최종적으로 위성을 고정하는 중력보다 커질 것으로 예상된다.  

연구팀은 "포보스 내부를 모델링하면 조석력에 의해 일정 간격으로 평행한 균열이 생기는 것으로 나타났다"며 "포보스 홈이 조석력에 의해 형성된 경우 포보스는 화성과 충돌하기 전 조석력으로 파괴되어 파편이 토성처럼 화성 주변에 고리를 형성할 가능성이 있다"고 주장했다. 

한편, 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 포보스에 탐사선을 보내는 화성위성탐사(MMX) 계획을 추진 중이며, 포보스에 착륙해 샘플 채취후 2029년 지구로 귀환할 예정이다.

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