[아하! 우주] 화성의 자전축을 이동시키는 미스터리한 ‘흔들림’

지구물리학연구지(Geophysical Research Letters)에 발표된 한 연구에 따르면, 붉은 행성 화성은 자전축을 중심으로 회전하면서 좌우로 흔들리고 있다는 것이 밝혀졌지만, 천문학자들은 그 이유를 규명하지 못하고 있다.

도는 팽이가 회전 속도가 떨어지면서 꼭대기가 흔들리는 것처럼 화성의 극은 자전축에서 약간 멀어지는 현상을 보이는데, 200일 정도마다 중심에서 약 10cm 이동한다고 연구진은 보고했다.

AGU(American Geophysical Union) 뉴스 블로그인 Eos.org.에 따르면, 화성은 이로 인해 우주에서 두 번째로 챈들러 요동(Chandler wobble)을 하는 행성으로 밝혀졌다. 첫번째는 지구라고 한다.

챈들러 요동이란 1891년 미국의 세스 챈들러가 발견한 지구 자전축의 주기적인 이동 현상을 가리킨다. 지구는 대략 433일을 주기로 자전축이 지표면을 기준으로 9m 이동한다. 이는 지구가 완전한 구체가 아니라 약간 비정형인 구체이기 때문에 일어나는 현상이다.

Eos에 따르면, 지구 자전축의 불안정한 흔들림이 지구에 미치는 영향은 미미하지만 여전히 풀리지 않는 수수께끼를 제시하고 있다. 과학자들의 계산서에는 흔들림이 시작된 지 한 세기 이내에 자연적으로 사라져야 하는 것으로 나와 있지만, 현재 그 흔들림은 사라지기는커녕 더욱 강해지고 있다는 것이다.

대체 무슨 이유일까? 이에 관해 2001년에 발표된 한 연구에 따르면, 그것은 지구 대기와 해양의 압력 변화가 복합적으로 작용하여 흔들림에 지속적으로 에너지를 공급하고 있기 때문이라고 제안했다. 그러나 그 정확한 메커니즘은 아직까지 밝혀지지 않고 있다.

지구의 경우와 달리 화성의 자전축 이동은 과학자들을 더욱 당혹스럽게 하고 있다. 화성에는 지구처럼 바다가 없을 뿐 아니라, 대기도 지구의 대기 밀도와 비교하면 1/100 정도로 매우 낮다.

연구진은 화성 궤도를 도는 3개의 탐사위성(화성 오디세이, 화성 정찰궤도선, 마스 글로벌 서베이어)에서 수집한 18년치 데이터를 사용하여 화선 자전축의 흔들림을 감지했다. 그리고 화성의 극에서 일어나는 이 작은 움직임은 자연스럽게 해결되어야 한다는 계산서를 뽑아냈지만, 현실은 그와 반대로 흔들림은 더욱 심해지고 있는 것으로 보인다.

Eos에 따르면 바다가 없는 화성의 자전축 이동 현상은 대기압 변화가 유일한 원인일 수 있지만, 아직도 그 정확한 메커니즘은 규명되지 않고 있다. 따라서 연구진은 화성의 기압 변화에 대해 추가 연구에 들어갈 게획이다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com