100년간 못 푼 ‘금성 무늬’ 비밀에 한 걸음 더

무늬 만드는 구름 속 액체 방울 빛 강하게 흡수하는 물질 추정 금성의 대기를 자외선으로 관측해 보면 밝고 어두운 무늬가 나타난다. 국제공동연구팀은 이 무늬를 만드는 미지의 물질을 선별할 중요한 단서를 제공했다. NASA 제공 한국이 주도적으로 참여한 국제공동연구팀이 약 100년 동안 풀리지 않았던 금성의 수수께끼에 한 걸음 다가섰다. 기초과학연구원(IBS)은 이연주 행성대기 그룹장(CI)과 얀 스파체크 미국 응용분자진화재단 박사가 이끄는 국제공동연구팀이 금성의 무늬를 이루는 구름의 정체를 알아내고 연구 결과를 25일 국제학술지 ‘아스트로바이올로지(Astrobiology)’에 공개했다고 27일 밝혔다. 가시광선으로 본 금성은 이름에 걸맞게 황금빛을 띤다. 자외선으로 금성을 자세히 들여다보면 금성 대기 상층의 구름과 함께 이동하는 밝고 어두운 무늬가 뚜렷하게 나타난다. 이 무늬는 정체불명의 액체로 이뤄진 구름 속 액체 방울이 햇빛을 흡수하면서 만들어진다. 과학자들은 약 100년 전부터 액체 방울 속에 어떤 흡수물질이 들어 있는지, 그 화학적 정체를 밝히고자 노력했지만 이렇다 할 성과가 없었다. 그동안 액체 방울 속 흡수물질의 정체로 철이나 황을 포함한 무기물부터 유기물까지 여러 후보가 제안됐다. 이 중 어떤 화학물질이 금성의 무늬를 만들었는지 찾아내려면 각 후보가 실제 관측과 부합하는지 판단할 정량적인 기준이 필요하다. 문제는 구름 속 액체 방울이나 대기 중 분자가 햇빛을 여러 방향으로 흩뜨려, 실제 입자가 무슨 색이었는지 알아내기 어렵다는 점이다. 연구팀은 금성 구름 방울의 액체를 모아 실험실 분광기에 넣는다면 빛을 얼마나 강하게 흡수할지 알아보기 위해 ‘복사전달 모델’을 활용했다. 복사전달 모델은 빛이 대기와 구름을 통과하면서 흡수되고 여러 방향으로 흩어지는 과정을 계산하는 방법이다. 연구팀은 복사전달 모델을 활용해 우주에서 관측한 금성 구름의 밝기를 바탕으로 구름 속 액체 방울의 빛 흡수 정도를 역산했다. 이때 액체 방울이 빛을 얼마나 흡수하는지는 ‘흡수계수’란 수치로 나타냈다. 분석 결과 금성 구름 액체의 흡수계수는 365∼455nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 범위에서 파장이 길어질수록 급격히 감소했다. 특히 375nm에서 흡수계수가 가장 컸다. 흡수계수는 빛이 액체를 통과할 때 얼마나 빠르게 약해지는지 나타나는 값으로 수치가 클수록 빛을 강하게 흡수한다는 뜻이다. 금성 구름 액체는 빛을 매우 강하...