화성의 위성 하나는 미래에 산산조각 나서 고리가 된다?
화성의 위성 하나는 미래에 산산조각 나서 고리가 됩니다
여러분은 화성에도 달이 있다는 사실을 알고 계셨나요. 그것도 하나가 아니라 두 개입니다. 그런데 이 두 위성은 우리 달과는 전혀 다른 기묘한 운명을 걷고 있습니다. 그중 하나는 점점 화성에 가까워지고 있고, 과학자들은 이 위성이 결국 산산조각 나서 토성처럼 화성에도 고리를 만들어줄 것이라 예측하고 있습니다.
포보스와 데이모스는 왜 이렇게 작고 못생겼을까요
화성의 두 위성은 포보스와 데이모스라는 이름을 가지고 있으며, 그리스 신화 속 전쟁의 신 아레스, 즉 로마 신화의 마르스를 따르는 공포와 두려움의 신 이름에서 따왔습니다. 두 위성 모두 1877년 미국의 천문학자 아사프 홀이 발견했습니다.우리 달과 비교하면 두 위성은 놀랍도록 작고 초라합니다. 더 큰 포보스조차 지름이 약 22킬로미터에 불과해, 지름 3,474킬로미터인 우리 달과는 비교조차 되지 않는 크기입니다. 게다가 두 위성 모두 매끈한 구형이 아니라 울퉁불퉁하게 찌그러진 감자 모양을 하고 있습니다. 이런 특이한 형태 때문에 과학자들은 오랫동안 이 위성들이 화성 주위를 원래부터 돌던 천체가 아니라, 화성과 목성 사이 소행성대에서 떠돌던 소행성이 화성의 중력에 붙잡혀 위성이 된 것이라는 '포획설'을 유력하게 검토해왔습니다.
왜 포보스는 점점 화성에 가까워질까요
우리 달이 지구로부터 매년 조금씩 멀어지고 있는 것과 정반대로, 포보스는 화성을 향해 매년 약 1.8센티미터씩 서서히 다가가고 있습니다. 이런 특이한 현상이 벌어지는 이유는 포보스의 공전 궤도가 화성의 자전 속도보다 훨씬 빠르기 때문입니다.포보스는 화성 표면으로부터 불과 약 6천 킬로미터 떨어진 매우 가까운 거리에서, 단 7시간 39분 만에 화성을 한 바퀴 도는데 이는 화성의 하루보다도 훨씬 빠른 속도입니다. 이렇게 화성의 자전보다 빠르게 도는 위성은 조석력의 방향이 반대로 작용해, 오히려 행성 쪽으로 서서히 끌려 들어가게 됩니다. 비유하자면 스스로 도는 회전목마보다 훨씬 빠르게 바깥쪽을 도는 사람이 있다면, 결국 회전목마 중심 쪽으로 서서히 빨려 들어가는 것과 비슷한 원리입니다.
결국 이 위성은 어떻게 될까요
과학자들은 포보스가 지금의 속도로 계속 화성에 가까워진다면, 앞으로 3천만 년에서 5천만 년 사이에 화성의 강한 중력을 견디지 못하고 산산조각 날 것으로 예측하고 있습니다. 행성에 너무 가까워진 천체가 중력 차이로 인해 부서지는 이 한계선을 '로슈 한계'라고 부르는데, 포보스는 결국 이 한계선 안쪽으로 진입하며 스스로 붕괴하게 될 것입니다.흥미롭게도 이렇게 부서진 포보스의 잔해는 우주 공간으로 완전히 사라지는 것이 아니라, 화성 주위를 도는 얇은 고리 형태로 남을 가능성이 높은 것으로 추정됩니다. 이는 토성이나 천왕성처럼, 언젠가 화성도 자신만의 고리를 가진 행성이 될 수 있다는 뜻입니다. 다만 인류가 그 장관을 직접 목격할 가능성은 거의 없는데, 수천만 년이라는 시간은 인류 문명의 역사와 비교하면 상상조차 하기 힘든 아득한 미래이기 때문입니다.
마무리하며
우리 달이 서서히 지구를 떠나가는 이별의 여정을 걷고 있다면, 화성의 포보스는 정반대로 행성을 향해 점점 다가가다 결국 부서져 사라지는 운명을 맞이하게 됩니다. 같은 태양계 안에서도 위성들이 걷는 길은 이렇게나 제각각입니다.여러분은 먼 미래 화성이 토성처럼 고리를 가진 행성이 된 모습을 상상해보신 적 있으신가요. 댓글로 여러분의 생각을 들려주세요.
출처
- 미 항공우주국(NASA) 포보스 및 데이모스 관측 자료
- 아사프 홀(Asaph Hall) 1877년 화성 위성 발견 관련 천문학사 기록
- 나사 제트추진연구소(JPL) 포보스 궤도 붕괴 및 로슈 한계 연구 보고서
- 유럽우주국(ESA) 화성 위성 기원 및 포획설 관련 연구 논문