금성은 수십 년 동안 신비의 장막에 싸여 있었다. 이는 과학자들이 도대체 뭘 보고 있는지 전혀 몰랐다는 걸 정중하게 표현한 말이다. 1970년대 베네라와 파이오니어 금성 탐사선이 처음 포착한 금성 대기 하층의 노란빛 '하층 연무'는 — 탐사선들이 금성의 이미지를 보내오는 데는 성공했지만, 편리하게도 그 연무에 대해서는 전혀 설명하지 않았다. 이제 약 50년간의 집단적 머리 긁적임 끝에, 그 수수께끼는 풀렸다.

그 연무는 알고 보니 운석에서 나온 입자들이 쌓인 것이었다. 대기에서 타버린 '별똥별'은 우주 먼지 입자를 남기고, 황산이 이 입자들과 반응한 뒤 연무가 남는다. 일본 센다이시 도호쿠 대학의 행성과학자 카류 히로키와 그의 연구팀은 미세물리 모델을 사용해 마침내 연무가 어떻게 형성되는지 알아냈다. 이는 말 그대로 지구와 다른 천체에서 구름과 강수를 만드는 미시적 규모의 과정을 뜻한다.

"지속적으로 유입되는 우주 먼지는 진입 탐사선이 관측한 입자 크기 분포를 가진 이 하층 연무층을 유지하기에 충분하다"라고 카류는 《네이처 천문학》에 발표된 연구에서 말했다. "우주 기원의 이 연무 입자들은 효율적인 응결 핵으로 작용하여, 초기 발생원에서 멀리 떨어진 곳에서도 주 구름층의 구름 형성을 촉진한다."

이전 추측은 화산재를 지목했다. 금성은 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 행성으로, 1990년대 초 마젤란 탐사선이 처음 화산 활동의 흔적을 관측했으며, 최근 연구에 따르면 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 활발하다. 그러나 연구진은 금성 화산이 내뿜는 재가 연무 입자의 원인이 아니라는 것을 발견했다. 표면 먼지도 배제되었다. 카류는 훨씬 더 많은 양의 화산재나 표면 먼지가 유입되더라도, 입자들이 대기의 황과 적절한 방식으로 상호작용하여 연무를 형성하지는 않을 것이라고 밝혔다.

금성의 연무는 단순히 먼지가 쌓이는 것이 아니라, 지구에서 구름이 형성되는 방식과 유사하게 시작되는 과정을 통해 형성된다. 구름은 응결 핵을 통해 생겨난다. 즉, 대기 중에 떠다니는 미세한 에어로졸 입자로, 먼지와 그을음부터 화산재, 심지어 바다 소금까지 다양하다. 액체 물은 얼음 주위에 응결될 수도 있다. 물 분자는 대기 중에서 스스로 결합하기에는 보통 너무 드물지만, 이러한 흡습성 입자 표면에 달라붙어 구름 방울의 핵을 형성한다. 이 방울들이 모여 구름이 된다.

카류와 그의 팀은 미세물리 시뮬레이션을 사용하여 우주 먼지가 어떻게 하층 연무를 형성하는지 보여주었다. 우주 암석이 행성의 중력에 끌려 대기를 뚫고 날아가면 기체 입자와 마찰을 일으킨다. 운석이 더 빠르고 더 깊이 떨어질수록 더 많은 마찰을 겪어 타버리면서 뒤에 입자 흔적을 남긴다. 지구에서 물 입자가 먼지 주위에 응결하듯이, 황산 방울이 금성 상공에 떠 있는 운석 입자 표면에 응결한다.

연구진은 운석 입자가 금성의 구름 생성을 증가시킨다는 것을 발견했다. 응결 기회를 더 많이 제공하기 때문이다. 하지만 놀랍게도 입자가 더 많다고 해서 구름 방울이 더 많아지는 것은 아니다. 대신 여러 입자가 서로 달라붙어 더 큰 덩어리를 형성한 후 황산이 그 주위에 응결한다. 이러한 응결체로 이루어진 구름은 점점 무거워져 섭씨 100도(화씨 212도)에 달하는 뜨거운 하층 대기로 가라앉고, 그곳에서 황산이 증발한다. 남겨진 벌거벗은 입자들이 연무를 형성한다.

금성의 하층 연무를 만드는 원인을 알아낸 것은 예상치 않게 또 다른 수수께끼를 풀었다. 금성 대기 중 무언가가 자외선을 흡수하고 있었지만, 지금까지 과학자들은 그것이 정확히 무엇인지 확신하지 못했다. 운석에는 종종 마그네슘, 규소, 철과 같은 금속이 포함되어 있으며, 철 화합물이 흡수체로 추측되기도 했다. 마그네슘...