1610년 1월 7일은 갈릴레오 갈릴레이가 목성의 위성 관측에 성공한 날이다.

목성은 주위에 수많은 위성이 돌고 있기 때문에 ‘작은 태양계’라고도 불린다. 지난해 국제천문연맹 소행성 센터에 목성의 위성이 15개 추가돼 2023년 5월 기준으로 총 95개의 위성을 거느리고 있는 행성이 됐는데, 그 첫 발견이 바로 423년 전 오늘이다.

목성, ‘작은 태양계’로 불리다

갈릴레오 갈릴레이가 발견해 ‘갈릴레이 위성’으로 불리는 것은 ‘이오’, ‘유로파’, ‘칼리스토’, ‘가니메데’  등 4개다. 지금까지 발견된 위성 중 가장 안쪽 궤도를 목성의 자전 방향과 같이 돌고 있다.

‘이오’는 갈릴레이 위성 중 목성에 가장 가까이 위치한 위성이다. 지름이 약 3,642㎞로 태양계에서 네 번째로 큰 위성인 ‘이오’는 다른 위성들의 조석력 때문에 활발하게 움직이는 화산의 모습을 볼 수 있다.

‘유로파’는 갈릴레오 위성 중 가장 작은 크기로, 달의 질량에 약 0.65배 정도 된다. 하지만 태양계에 있는 모든 위성 중에서는 여섯 번째로 크다. 2013년 12월 미국항공우주국은 허블 망원경으로 ‘유로파’에서 수증기 기둥을 발견했고, 다음 해에는 판 활동의 증거를 발표한 바 있다.

‘칼리스토’는 갈릴레이 위성 중 목성에서 가장 멀리 떨어져 있다. 지름은 약 4,821㎞이며, 질량은 달의 약 1.5배 정도 된다. 표면은 암석과 얼음으로 구성되어 있고, 충돌구가 많이 존재한다. 하지만 이것이 지질학적 활동으로 인한 것이 아니라 주로 충돌에 의한 흔적으로 알려져 있다.

앞서 세 개의 위성을 발견한 지 일주일 후, 1월 13일에 갈릴레오는 네 번째 위성인 ‘가니메데’를 발견했다. ‘가니메데’는 태양계에서 가장 큰 위성으로 지름이 약 5,270㎞에 달한다. 지각은 얼음으로 구성되어 있는데, 표면에 융기한 부분이 많이 관측돼 과거에 지질활동이 있었다고 추정된다.

한편, 갈릴레오가 목성의 위성을 발견한 후 422년이 된 지난해 4월 14일에 유럽우주국(ESA)은 탐사선 ‘주스(Juice)호’ 발사에 성공했다. ‘목성의 얼음으로 덮인 달 탐사선(Jupiter Icy Moons Explorer)’이라는 뜻의 알파벳을 조합한 주스호는 총 8년 동안 목성 궤도를 돌며 갈릴레이 위성으로 불리는 목성 위성 탐사 임무를 수행한다. (관련기사 보러가기: 별들의 후손이 들려주는 ‘목성’ 이야기 바로가기)

오래도록 남은 이름, 갈릴레오

수학자, 물리학자, 천문학자, 철학자, 예술가… 갈릴레오 갈릴레이의 삶의 궤적이다. 많은 업적 중 후대가 그를 ‘근대 과학의 아버지’라고 부르게 된 이유는 검증에 의한 물리학을 시작했고, 관측과 분석으로 천문학을 발전시켰기 때문이다.

1610년에 그는 네덜란드에서 발명한 작은 망원경(spyglass)을 개량한 30배율 망원경을 만들었다. 그 덕에 수평적으로는 무역업에 종사하는 상인들이 유용하게 사용할 수 있었고, 수직적으로 하늘을 확대한 이미지를 관측할 수 있었다. 세상을 보는 눈이 넓어진 계기다. 목성의 위성을 발견한 것도 바로 그가 제작한 망원경을 이용해서다. 1610년 3월에는 망원경으로 관측한 천문학적 결과를 ‘천계 통보(별에서 온 메신저(Sidereus Nuncius))’라는 책으로 출간해 당시 주류였던 ‘천동설’을 뒤집는 근거로 제시했다. 비록 그의 주장에 반대하는 세력에 의해 천재의 삶은 불행하게 끝났지만, 후대는 그의 업적과 이름을 오래도록 기억하고 있다.

대표적인 예로 1989년 미국항공우주국이 발사한 목성 탐사선의 이름은 ‘갈릴레오호’였다. 1995년에 목성에 도착한 ‘갈릴레오호’는 목성 대기의 구조와 목성 고리를 조사하고 이오의 화산활동을 탐사하는 등 갈릴레오의 업적을 이어가고 있다. 그리고 그의 주장대로 지구는 태양을 중심으로 돌고 있으며, 1992년 10월 31일에 요한 바오로 2세 교황은 가톨릭 교회를 대표해 갈릴레오 종교 재판에서 오류가 있었음을 인정했다.