엔셀라두스, 북극까지 따뜻했다…생명 유지 가능한 ‘에너지 순환계’ 드러나

• 옥스퍼드대·NASA 카시니 자료 분석, 남극 국한설 뒤집어

토성의 고리 너머, 얼음으로 덮인 작은 위성 엔셀라두스(Enceladus)가 다시 주목받고 있다. NASA의 카시니(Cassini) 탐사선이 남긴 자료를 정밀 분석한 결과, 그동안 활동이 없다고 여겨졌던 북극에서도 내부 열이 새어 나오는 징후가 확인됐다. 미세한 온도 변화지만, 그 의미는 크다.

엔셀라두스는 단순히 얼음 밑에 바다를 품은 위성이 아니라 스스로 에너지를 순환시키며 장기적으로 생명체가 살 수 있는 환경을 유지하는 세계일 가능성이 높아졌다.

이번 연구는 옥스퍼드대학교, 사우스웨스트연구소(SwRI), 미국 플래네터리사이언스연구소(PSI) 공동 연구팀이 수행했으며, 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다. 연구진은 카시니가 2005년(겨울)과 2015년(여름)에 촬영한 북극의 적외선 데이터를 비교 분석했다. 그 결과, 북극 표면은 예측보다 약 7켈빈(7도) 더 따뜻했으며, 이는 내부 바다에서 전달된 열이 얼음층을 통과해 표면으로 이동하고 있음을 보여준다.

에너지의 균형, 살아 있는 바다의 증거

엔셀라두스의 내부 바다는 토성의 중력에 의해 반복적으로 압축과 이완을 겪으며 열을 생성한다. 이번 연구에서 측정된 북극 지역의 열손실량은 단위면적당 46±4밀리와트로, 지구 대륙지각의 열손실의 약 3분의 2 수준이다. 이를 위성 전체로 환산하면 약 35기가와트, 태양광 패널 6,600만 장이나 풍력발전기 1만여 대의 전력량에 해당한다.

남극의 열 방출까지 포함하면 총 손실량은 약 54기가와트로, 조석력(tidal heating)으로 내부에서 생성되는 열량과 거의 일치한다. 내부에서 만들어지는 에너지와 외부로 빠져나가는 에너지가 균형을 이루고 있다는 뜻이다. 이 평형 상태는 엔셀라두스 내부 바다가 수십억 년 동안 액체로 남을 수 있게 하며, 생명이 유지될 수 있는 안정된 환경을 보장한다.

옥스퍼드대의 지오르지나 마일스(Georgina Miles)는 “엔셀라두스는 태양계에서 생명 가능성이 가장 높은 천체 중 하나”라며 “이번 연구는 그 바다가 단순히 존재하는 수준을 넘어, 지속 가능한 상태로 유지되고 있음을 보여준다”고 말했다. 공동연구자인 칼리 하웻(Carly Howett)은 “이 위성의 에너지 균형은 생명이 오랜 시간 뿌리내릴 수 있는 기반 구조를 갖추고 있음을 의미한다”고 덧붙였다.

연구진은 열 흐름 데이터를 이용해 얼음 껍질(ice shell)의 두께도 새롭게 계산했다. 북극은 20~23km, 전역 평균은 25~28km로 추정되며, 이는 이전보다 약간 두꺼운 수치다. 이 데이터는 향후 착륙선이나 잠수형 탐사선이 내부 바다를 탐사할 때 중요한 기준이 될 전망이다. 마일스는 “카시니의 장기 관측 덕분에 이런 미세한 열 변화를 포착할 수 있었다”며 “해양 위성(ocean worlds)을 지속적으로 탐사해야 생명 탐사의 방향을 구체화할 수 있다”고 말했다.

손동민 기자/ hello@sciencewave.kr

참조 논문: Georgina Miles et al, Endogenic heat at Enceladus’ north pole, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adx4338. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4338

자료: Science Advances