명왕성의 가장 큰 위성 카론은 젊어 보인다. : 천문학-태양계 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2025-08-18

명왕성의 가장 큰 위성 카론은 젊어 보인다.

(Pluto’s Largest Moon Looks Young)

by Jake Hebert, PH.D.

2015년 뉴호라이즌스(New Horizons) 우주탐사선이 명왕성(Pluto)과 명왕성의 커다란 위성 카론(Charon)의 모습을 포착했을 때, 세속 과학자들은 카론 남반구에 있는 크레이터의 수가 적다는 사실에 놀랐다.[1] 이는 카론의 추정 나이가 40억 년이 넘었음에도 불구하고, 상대적으로 젊은 표면임을 시사했다. 그들은 어떻게 이를 설명할 수 있었을까?

이론가들은 수십억 년 전 카론에 지하 바다(subsurface ocean)가 형성되었다고 주장했다. 그후 넓은 벌칸 평원(Vulcan Planitia)은 용암 대신 물과 암모니아 같은 가스와 물질을 분출하는 "얼음 화산" 활동인 얼음화산분출(cryovolcanism)로 재포장되었다는 것이다.[2] 그들은 그 바다가 얼면서 방출된 열이 이러한 지질학적 재포장을 촉진할 수 있었을 것으로 주장했다. 따라서 작고 매우 멀리 떨어진 카론은 오늘날에는 차갑고 죽은 천체로 추정되고 있지만, 과거에는 더 따뜻했을 것이라고 이론가들은 생각하고 있다.[3]

하지만 이 생각에는 문제점이 있다. 2023년 논문의 저자들은 카론의 극저온 화산 활동이 수십억 년 전 지하 해저의 얼어붙은 바다의 결과일 수 있다는 생각의 문제점을 지적했다. 연구자들은 "카론 내부 진화에 대한 현재의 모델에 의하면, 카론의 얼음 지각(ice shells)은 너무 두꺼워서 해저 바다의 결빙과 관련된 응력에 의해서 완전히 균열되기 어려웠을 것으로 예측된다"고 밝혔다.[4] 그리고 40억 년이 지난 지금, 비록 오랜 세월 전에 표면이 다시 재형성되었다 하더라도, 벌칸 평원에는 여전히 상당수의 크레이터들이 축적되었을 것이다.

이러한 어려움에도 불구하고, 최근 연구의 저자들은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여, 그러한 결빙 현상이 언제 발생했을지 알아내려고 시도했다.[2, 5] 그들은 초기 온도, 카론 내부의 공극률, 그리고 그러한 지하 바다에 존재했을 수 있는 암모니아의 양과 같은 요인들을 다양하게 변화시켰다. 저자들은 다음과 같이 말했다.

결정적으로, 지금까지 연구된 어떤 매개변수에 대한 시뮬레이션에서도, 40억 년 전 이전의 대규모 얼음 화산 폭발과 일치하는 시간 틀에서도, 바다는 완전히 얼지 않았다. 이러한 결과는 만약 40억 년 전 벌칸 평원의 표면 재침식의 원인이 바다의 결빙이라면, 명왕성과 카론을 형성했다고 추정되는 충돌의 세부 사항들이 중요했음을 강력하게 시사한다.[2]

이러한 이유로 이론가들은 명왕성과의 충돌로 카론이 형성되었을 것이라는 시뮬레이션을 계획하고 있으며, 이를 통해 연구의 효율성을 높이고자 한다는 것이다. 한 유명 과학 작가는 "카론의 지하 바다가 설령 얼어붙은 바다라 할지라도, 확인된다면 행성의 형성과 진화에 대한 우리의 이해에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 특히 태양에서 멀리 떨어진 곳에서는 더욱 그렇다"라고 지적했다. [5]

그렇다. 특히 그러한 바다가 여전히 액체 상태의 물이라면 그럴 것이다. 그러한 액체 상태를 유지하려면, 수십억 년 동안 정확한 균형이 필요하기 때문이다.

장구한 지질학적 시간 동안 지하 바다가 얼지 않도록 유지되려면, 내부 가열과 열 손실 사이에 훌륭한 균형이 필요하다. 하지만 유로파, 가니메데, 칼리스토 및 기타 위성들이 바다 세계여야 한다는 여러 증거들이 있다.[6]

어떻게 그렇게 "미묘한 균형"이 그렇게 오랫동안 유지될 수 있었을까? 만약 얼어붙었거나 부분적으로 얼어붙은 지하 바다가 카론의 과거 얼음화산분출의 원인이었다면, 수십억 년이라는 가정을 버리면 그러한 얼음화산분출 활동은 훨씬 더 쉽게 설명될 수 있을 것이다. 그리고 만약 카론이나 다른 태양계 천체들이 오늘날 액체 상태의 물을 갖고 있다면, 우리 태양계의 나이가 수천 년밖에 되지 않았다면, 훨씬 더 쉽게 설명될 수 있을 것이다. 가장 간단한 설명은 명왕성, 카론, 그리고 우리 태양계의 다른 천체들은 창세기가 증명하듯이 최근에 생겨났다는 것이다.

References

1. Charon’s Surprising, Youthful and Varied Terrain. NASA. Posted on nasa.gov July 15, 2015, accessed June 27, 2025.

2. Noviello, J. L. et al. Modeling Charon’s Geochemical Evolution: Implications for Cyrovolcanism. 56th Lunar and Planetary Conference. Posted on hou.usra.edu, accessed June 27, 2025.

3. Moore, J. M. et al. 2016. The geology of Pluto and Charon through the eyes of New Horizons. Science. 351 (6279): 1284–1293.

4. Rhoden, A. R. et al. 2023. The Challenge of Driving Charon’s Cryovolcanism from a Freezing Ocean. Icarus. 392: 115391.

5. Tognetti, L. Cryovolcanism and Resurfacing on Pluto’s Largest Moon, Charon. Universe Today. Posted on universetoday.com June 27, 2025, accessed June 27, 2025.

6. Mace, M. Jupiter’s Moons Could Be Warming Each Other. University of Arizona. Posted September 10, 2020 at news.arizona.edu, accessed June 27, 2025.

* Dr. Jake Hebert is a research associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.

*참조 : ▶ 젊은 우주의 증거들 - 명왕성

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