명왕성의 달 ‘카론’에 그랜드캐년 4배 대협곡

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명왕성의 가장 큰 달 ‘카론’에서 그랜드캐년의 4배나 되는 거대한 협곡이 발견됐다.

美항공우주국(NASA·나사)은 2일 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호가 지난 7월 14일 촬영해 전송한 카론의 생생한 고해상도 컬러지형 사진을 공개했다.

■과거 카론에 거대한 지형 격변이 있었다

사진은 과거 이 천체에서 놀랍도록 복잡하고 격렬한 대규모 지질활동이 있었다는 것을 보여준다. 카론의 지름은 명왕성 절반 크기인 1,214km로서 태양계 행성이 거느린 위성(달) 가운데 가장 크다.

지금까지 많은 과학자들이 카론에 단순히 크레이터만 존재할 것으로 예상해 왔다. 하지만 뉴호라이즌스호가 보내온 사진은 산맥과 대협곡, 경사면, 그리고 다양한 표면색깔을 가진 지형을 보여주고 있다.

뉴호라이즌스가 보내온 명왕성의 가장 큰 달 카론에서는 예상과 달리 거대한 지각변동이 발견됐다. 그랜드캐년의 4배나 되는 협곡이다. 지름이 1,214km인 이 위성의 북극에 짙은 갈색의 반점(Mordor Macula)이 보인다. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)
<뉴호라이즌스가 보내온 명왕성의 가장 큰 달 카론에서는 예상과 달리 거대한 지각변동이 발견됐다. 그랜드캐년의 4배나 되는 협곡이다. 지름이 1,214km인 이 위성의 북극에 짙은 갈색의 반점(Mordor Macula)이 보인다. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)>

나사 에임즈연구센터의 뉴호라이즌스호 `지질,지구물리 및 이미징(GGI)`팀의 로스 베이어는 “우리는 태양계에서 가장 멀리 떨어진 이 위성에서 이런 재미있는 특징을 보게 될 가능성이 매우 낮다고 봤다. 하지만 우리가 본 것에 대해 놀라움을 감출 수 없다”고 말했다.

지난 7월 14일 촬영된 이 고해상도 카론 촬영사진은 지난 달 21일에야 지구로 전송돼 왔다.

사진은 이 달의 적도 위에 벨트처럼 펼쳐진 갈라진 지형과 대협곡을 보여주었다.

이 대협곡은 카론 지표면에 1,600km이상이나 뻗쳐 있었으며 카론 지표면의 먼곳까지 뻗쳐 있는 것으로 보인다. 이 지형은 미국 그랜드캐년보다 4배나 길고, 2배나 더 깊게 형성돼 있었다.

■지각 아래서 언 얼음 화산이 분출

이 단층과 협곡은 과거 카론의 지형에서 거대한 지각 변동이 있었음을 보여준다.

사우스웨스트연구원(SwRI)의 GGI부책임자인 존 스펜서는 “카론의 전체 지각이 찢어져 갈라진 것 같다”고 말했다.

그는 “카론의 크기로 볼 때 이 특징은 화성의 거대한 협곡인 마리너 계곡(Valles Marineris)과 아주 비슷하다”고 말했다. 태양계 최대의 협곡인 마리너계곡은 길이가 약 3,000km, 깊이는 약 8km, 그리고 부분적인 폭이 500km에 달한다.

카론의 모습을 정확히 보여주는 이 사진은 나사 뉴호라이즌스호의 고해상도 카메라로 촬영됐다. 카론의 가로 길이는 1,214km다. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)
<카론의 모습을 정확히 보여주는 이 사진은 나사 뉴호라이즌스호의 고해상도 카메라로 촬영됐다. 카론의 가로 길이는 1,214km다. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)>

연구팀은 또 대협곡 남쪽에 있는 불칸평원(Vulcan Planum)으로 불리는 지역에서 북쪽지역보다 적은 수의 거대한 크레이터들을 발견했다. 이는 이 지역이 훨씬 더 유년기 지형이라는 점을 가리킨다.

이 평원의 부드러운 지형과 갈라진 홈, 산마루의 지형은 지표면이 대규모로 재형성됐다는 분명한 증거를 보여준다.

이 부드러운 지표면 생성 원인 가운데 하나로 ‘얼음화산분출(cryovolcanism)’로 불리는 차가운 화산활동이 있었을 가능성이 꼽힌다.

휴스턴 소재 ‘행성 및 달 연구원’의 폴 솅크 뉴호라이즌스연구팀 멤버는 “우리는 오래 전 이 달의 내부에 있던 물이 얼었고 그 결과 발생한 화산폭발같은 변화가 카론의 지표면을 갈라지게 한 것으로 보고 있다. 위성 내부에서 ‘물로 된 용암(얼음)’이 화산처럼 솟구쳐 당시의 지표면 위로 도달한 것 같다”고 설명했다.

뉴호라이즌스호는 내년에는 디지털저장장치에 기록된 더 높은 해상도의 사진과 복합적인 데이터도 보내올 예정이다.

뉴호라이즌스가 촬영해 전송해 온 명왕성(아래)과 명왕성의 최대 위성 카론의 모습. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)
<뉴호라이즌스가 촬영해 전송해 온 명왕성(아래)과 명왕성의 최대 위성 카론의 모습. 사진=나사.존스홉킨스대 응용물리학연구소,남서연구원(SwRI)>
10월2일 현재 뉴호라이즌스호의 위치. 사진=존스홉킨스대 응용물리학연구소(APL),남서연구원(SwRI)
<10월2일 현재 뉴호라이즌스호의 위치. 사진=존스홉킨스대 응용물리학연구소(APL),남서연구원(SwRI)>
10월2일 현재 뉴호라이즌스호의 위치. 사진=존스홉킨스대 응용물리학연구소(APL),남서연구원(SwRI)
<10월2일 현재 뉴호라이즌스호의 위치. 사진=존스홉킨스대 응용물리학연구소(APL),남서연구원(SwRI)>

이 탐사임무에 참여중인 응용물리학연구소(APL)의 과학자 할 위버는 “카론의 이야기는 더욱더 놀랍게 전개될 것으로 본다!”고 말했다.

뉴호라이즌스 탐사선은 현재 지구로부터 50억km 떨어진 곳을 날고 있으며 모든 시스템이 정상적으로 작동하고 있다.

나사는 유튜브에서 카론 조감 동영상(https://www.youtube.com/watch?v=lrMBzJcvtt0)을 제공하고 있다.

전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com