[스페이스]명왕성 '얼음 평원'의 비밀은?

나사, 두 개 연구논문에 주목

▲명왕성의 스푸트니크 평원에 대한 비밀이 하나씩 벗겨지고 있다.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] 저 먼 곳의 명왕성
그곳의 얼음평원
어떻게 생겼을까
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명왕성의 얼음평원에 대한 비밀을 두고 과학자들의 해석이 하나씩 나오고 있다. 질소, 메탄 얼음이 풍부한 '스푸트니크 평원'에 집중하고 있다. 이 평원은 어떻게 만들어졌을까. 연구팀이 주목하는 주제이다.

미국 항공우주국(NASA)은 1일(현지 시간) 두 개의 연구 결과를 공개하면서 조금씩 명왕성의 비밀에 접근하고 있다고 설명했다. 2015년 7월 뉴호라이즌스 호가 명왕성에 근접해 촬영한 사진을 분석한 결과들이다. 연구팀들은 명왕성의 하트 모양으로 돼 있는 이른바 '톰보 지역'의 서쪽 면에 주목했다. 이곳에는 얼음으로 뒤덮여 있는 '스푸트니크 평원'이 있다. 깊은 분지이다.

이를 두고 연구자들은 오래전 명왕성이 카이퍼 벨트에 존재하던 천체와 충돌했을 것이란 가설과 충돌로 생긴 것은 아니라는 분석을 내놓았다.

더글라스 해밀턴 메릴랜드대학 천문학과 교수는 "스푸트니크 평원의 질소 얼음은 명왕성이 빠르게 공전하는 초기에 형성된 것으로 보인다"고 설명했다. 컴퓨터 모델을 통해 해밀턴 연구팀은 명왕성의 입체적 기후가 스푸트니크 평원의 초기 위치를 결정했다고 분석했다.

명왕성은 자전축이 120도 정도 기울어져 있다. 지구의 23.5도 기울기와 비교된다. 명왕성의 248의 공전주기에서 평균 온도를 측정해 보면 명왕성의 북위 30도와 남위 30도가 가장 추운 곳이 된다고 해밀턴 교수는 설명했다.

해밀턴 교수는 "북위 30도 지역 등은 극지방보다 오히려 훨씬 춥다"며 "얼음은 당연히 이 같은 위도 지역을 중심으로 형성됐을 것"이라고 말했다. 스푸트니크 평원의 중심은 북위 25도에 위치해 있다. 작은 얼음 지역이 더 큰 얼음 지역으로 확대됐다는 것이다. 해밀턴 교수의 설명은 이른바 '알베도 효과'로 설명된다. 얼음이 얼기 시작하면서 태양빛과 열은 그 양에 비례해 반사된다. 그 결과 날씨는 더 추워진다. 뒤이어 얼음지역은 더 확대된다. 이 같은 일이 반복되면서 얼음 지역이 넓어졌다는 것이다.

또 다른 시나리오는 프란시스 니모 캘리포니아대학 교수의 '천체 충돌설'이다. 프란시스 니모 교수는 "명왕성의 가장 큰 위성인 카론(Charon)을 만들 수 있을 정도의 충돌이 있었고 이로 인해 스푸트니크 평원이 만들어졌다"고 설명했다. 니모 교수는 명왕성과 카론의 중심을 선으로 연결하면 스푸트니크 평원을 지나간다고 설명했다.

명왕성과 카론이 늘 같은 면을 마주하고 있다는 것이다. 스푸트니크 평원에 추가 질량이 있어야 한다는 결론에 이른다. 스푸트니크 평원 아래에 추가 질량을 보유하고 있는 바다가 있을 것이란 가설을 니모 교수가 내놓은 배경이다.

뉴호라이즌스 호 책임 연구원은 나사의 알란 스턴 박사는 "스푸트니크 평원은 뉴호라이즌스 호가 명왕성을 찍은 보물 중 하나"라며 "그 기원을 이해하는 것은 여전히 수수께끼로 남아 있다"고 말했다. 알란 스턴은 "이번 두 연구 결과는 그 비밀을 찾아가는데 중요한 계기가 될 것"이라고 평가했다.