화성탐사선 큐리오시티가 찍은 우주의 신비로운 구름

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NASA의 큐리오시티(Curiosity) 로버가 화성의 황혼 속에서 다채로운 색을 띠는 구름을 포착했다. 이번 관측은 화성 대기 연구에 중요한 단서를 제공할 전망이다.

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화성의 하늘에서 무지개빛 구름이 떠다니는 장면이 포착됐다. NASA의 큐리오시티 탐사선이 2025년 1월 17일(큐리오시티 임무의 4,426번째 화성일)에 주요 카메라인 마스트캠(Mastcam)을 이용해 촬영한 이번 이미지는 화성의 황혼 속에서 독특한 색을 띠는 구름을 선명하게 담아냈다.

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석양이 지면서 붉은색과 녹색을 띠며 반짝이는 이 구름은 야광운(Noctilucent Cloud) 또는 진주빛 구름(iridescent cloud)으로 불린다. 낮 동안에는 보이지 않지만, 저녁이 되면 구름 속 얼음 입자들이 햇빛을 산란시키며 선명한 색을 발산한다. 이번 이미지는 이러한 화성 대기의 역동적인 변화를 기록한 최신 사례다.

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화성 대기에서 얼어붙은 구름의 비밀

지구의 구름과 마찬가지로, 화성의 구름도 대부분 물 얼음으로 이루어져 있다. 하지만 더 높은 고도에서는 화성 대기의 95% 이상을 차지하는 이산화탄소(CO₂) 얼음으로 된 구름이 형성된다. 큐리오시티가 이번에 포착한 구름은 상공에서 떠다니며 무지갯빛을 띠는 이산화탄소 얼음 구름이다.

 

특히, 일부 구름은 기둥 형태로 대기를 가르며 떠다니는 모습도 관측됐다. 이는 지표면에서 상승한 기체가 낮은 온도에서 응결되었다가 다시 증발하는 과정을 보여준다. 이러한 역동적인 대기 현상은 화성의 기후를 연구하는 데 중요한 단서를 제공한다.

 

 

The Mars Science Laboratory mission's Curiosity rover. 큐리오시티 [사진=NASA]

 

화성 황혼의 신비, 1997년부터 시작된 연구

화성의 황혼 구름은 1997년 NASA의 패스파인더(Pathfinder) 미션에서 처음 발견되었다. 하지만 본격적인 연구는 2019년 큐리오시티가 무지갯빛 구름을 최초로 포착하면서 시작되었다.

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콜로라도 볼더 소재 우주과학연구소(Space Science Institute)의 대기 과학자 마크 렘몬(Mark Lemmon) 박사는 큐리오시티의 황혼 구름 연구를 주도하고 있으며, 이를 바탕으로 지구물리학연구회보(Geophysical Research Letters)에 논문을 발표했다.

 

 

황혼 속에서 독특한 색을 띠는 구름을 큐리오시티가 포착했다.

 

 

"처음 무지갯빛 구름을 봤을 때 카메라 색상이 왜곡된 줄 알았습니다. 하지만 이제는 그 시기를 예측하고 미리 촬영할 계획을 세울 수 있습니다. 구름이 형성되는 시간이 일정하기 때문이죠."

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큐리오시티가 지속적으로 구름을 관측하면서, 연구진은 구름의 입자 크기와 성장률을 분석할 수 있게 되었다. 이러한 데이터는 화성 대기의 구조를 이해하고, 장기적인 기후 변화를 예측하는 데 중요한 역할을 한다.

 

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화성에서 무지갯빛 구름이 특정 지역에서만 발견되는 이유는?

흥미로운 점은 이산화탄소 얼음으로 이루어진 황혼 구름이 화성의 모든 지역에서 발견되지 않는다는 것이다. 큐리오시티는 화성 적도 남쪽의 게일 분화구(Gale Crater) 내 샤프 산(Mount Sharp)에서 활동 중인데, 이곳에서는 무지갯빛 구름이 정기적으로 관측된다. 반면, NASA의 퍼서비어런스(Perseverance) 탐사선이 위치한 북반구 제제로 분화구(Jezero Crater)에서는 아직 이러한 구름이 포착되지 않았다.

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연구진은 이러한 차이가 중력파(Gravity Waves) 때문일 가능성이 높다고 보고 있다. 중력파는 대기의 흐름을 교란시키며 온도를 변화시킨다. 특정 지역에서는 대기가 예상보다 더 빠르게 냉각되면서 이산화탄소가 얼음으로 응결할 수 있다. 그러나 중력파의 역할은 아직 명확히 규명되지 않았으며, 왜 특정 지역에서만 황혼 구름이 형성되는지는 여전히 연구 중이다.

 

 

큐리오시티, 새로운 미스터리를 쫓다

큐리오시티는 최근 게디즈 밸리(Gediz Vallis)를 조사한 후, 지하수로 인해 형성된 골절(boxwork) 지형이 있는 새로운 장소로 이동하고 있다.

또한, 탐사선은 직경 20m의 작은 충돌 분화구인 러스틱 캐니언(Rustic Canyon)을 방문해 그 주변의 암석 구성을 연구했다. 이 분화구는 상당 부분이 침식된 형태로, 수백만 년 전에 형성되었을 가능성이 높다. 과학자들은 이 충돌 분화구가 방사선에 덜 노출된 고대 유기 분자를 포함하고 있을 가능성에 주목하고 있다. 만약 이러한 분자들이 발견된다면, 이는 수십억 년 전 화성의 환경과 생명체 존재 가능성을 연구하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

 

 

 

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