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연대문제

명왕성은 젊다.

창조과학미디어
2015-07-16

명왕성은 젊다.

(Pluto Is Young)


     뉴호라이즌(New Horizons) 호의 과학팀은 수십억 년의 나이와 적합하지 않는 명왕성(Pluto)과 위성 카론(Charon)의 지표면 모습으로 인해 깜짝 놀라고 있었다.

뉴호라이즌 호의 기자 회견장에는 청중들의 환호와 함께 대형 스크린에 명왕성의 커다란 위성 카론의 전체 이미지가 투사되었다. (Space.com 비디오 참조, 2015. 7. 16)

.뉴호라이즌 우주선이 보내온 명왕성의 위성 카론(Charon)의 모습. 2015. 7. 14.


비디오에서 과학자 캐시 올킨(Cathy Olkin)은 거대한 협곡과 절벽, 북극의 어두운 지역, 충돌크레이터가 없는 넓은 지역들을 흥분된 목소리로 설명했다. “그래서 원래 카론(Charon)은 충돌 크레이터들로 뒤덮여진 고대 지형을 가지고 있을 것으로 생각됐었다" 그녀는 시작했다. "과학팀의 많은 사람들도 그럴 것으로 생각하고 있었다. 그러한 예측은 완전히 빗나갔으며 "카론은 우리를 깜짝 놀라게 만들었다.” 올킨은 명왕성의 거대한 위성이 젊게 보이는 모습들에 대해 설명했다 :


1. 과학팀에 의해 "모르도르(Mordor)"로 불려진 북극의 어두운 지역은 일부 크레이터에 의한 층 아래의 것처럼, 어두운 물질의 얇은 단판(thin veneer)으로 구성되어 있는 것으로 나타난다. 붉은 색의 단판은 모르도르의 다각형 모양을 넘어 확장되어 있다.

2.중앙의 북동에서 남서 방향으로 나있는 일련의 절벽과 골짜기들은 "나에게 놀라운 것이었다”고 올킨은 말했다. 카론을 가로지르며 960km에 걸쳐 확장되어 있는 이 "거대한 지역"은 태양으로부터 극히 멀리 떨어져 있는 이 작은 천체에서, 놀랍게도 내부적 지질 활동을 나타내는 것이다.

3.골짜기 아래 지역은 충돌크레이터가 거의 없다. 따라서 그 지역은 지질학적으로 활발하거나, 최근에 그 지역이 재포장되었을 수 있다.“ 이것은 북쪽에는 많은 크레이터들을 가지고 있지만, 남쪽은 활발하고 매끄러운 엔셀라두스(Enceladus, 간헐천을 분출하고 있는 토성의 위성)를 연상시킨다. 따라서 그것을 보는 것은 매우 흥분된다.” 카론에 대해서 올킨은 말했다.

4.장엄한 캐니언은 10시와 2시 방향 끝에서 볼 수 있다. 동쪽의 협곡은 7~9km 깊이로 추정되며, 매우 깊어서 북쪽 끝에 파여진 부분을 통해 빈 공간을 볼 수 있다. “그것은 정말로 매력적이다.” 그녀는 말했다. 서쪽 캐니언은 4.8km 깊이로 추정된다.


북부와 중앙 지역의 5배 해상도를 가진 더 자세한 사진이 곧 도착될 것이다. 요약하여, 올킨은 "그래서 카론은 깊은 협곡, 골짜기, 절벽, 약간의 미스터리가 되고 있는 어두운 지역을 가지고 있는 작은 세계이다"고 말했다.


명왕성 고해상도 사진 예고편

"이보다 멋진 것이 있을 수 있을까?" 베테랑 행성 과학자인 존 스펜서는 다시 한번 모든 사람들을 놀라게 만든 사진을 공개했다. 그것은 명왕성의 남동부 극지방 지형의 첫 번째 고해상도의 모자이크 사진이다. 반 마일 정도의 작은 모습들을 드러내고 있는 이 상세한 사진은 청중들의 박수와 감탄을 자아냈다 :

.뉴호라이즌에서 촬영한 명왕성의 산들. 2015. 7. 14.


연구책임자인 앨런 스턴(Alan Stern)은 이 이미지는 "이미 우리에게 큰 놀라움을 주었다"고 말했다. 올킨처럼 스펜서는 수십억 년이 될 수 없는, 240km 폭의 사진에서 드러난 모습들을 설명하고 있었다 :

1. 놀라도록 아름다운 전체 이미지 중에서 "가장 놀라운 모습은" 단 하나의 충돌분화구(impact crater)도 발견되지 않았다는 것이다. "이것은 지표면이 매우 젊다는 것을 의미한다.“ 스펜서는 말했다. 왜냐하면, "명왕성은 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 있는 다른 천체들로부터 폭격당하고 있는 중이기 때문이다." 과학자들은 "지표면의 나이를 1억 년 미만일 것으로 추정했다. 이것은 45억 년의 태양계 나이에 비해 극히 적은(1/45에 불과한) 기간이다.” 그것뿐만 아니라, "그것은 지금도 활발할 수도 있다"고 그는 덧붙였다. "어떠한 충돌크레이터도 없는 그곳이 얼마나 활발할 지에 대한 하한선을 정할 수 없다."

2. 꽤 장엄한 것으로 보여지는 산들은 3,300m(11,000feet)에 이른다. 시에라 네바다와 비슷한 크기의 작은 천체에서는 도저히 믿어지지 않는 높이이다. (지구의 직경은 12,756km에 비해 명왕성의 직경은 2,370km 정도). 산들의 이러한 거대한 높이는 질소 얼음(nitrogen ice), 메탄 얼음 (methane ice), 또는 이산화탄소 얼음(carbon dioxide ice)에 의해서는 지지될 수 없다고, 스펜서는 설명한다. "산들은 그와 같은 물질로부터 만들어질 수 없다.“ 우리는 명왕성의 기반암(또는 오히려 기반 얼음)을 보고 있다고 생각한다. 물 얼음(water ice)은 이러한 크기의 산들을 지지할 수 있는 힘을 가지고 있다. 다른 얼음들은 단지 산의 꼭대기에 덮여져 있을지 모른다.

3. 스펜서도 인정한 가장 큰 예상 밖의 놀라운 장면은, 명왕성이 매우 젊게 보인다는 것이었다. 특히 조석가열(tidal heating)이 없는 것을 고려해 볼 때 더욱 그렇다. 명왕성은 모행성을 공전하지 않는 천체로서 최초로 방문된 얼음 세계이다. 여러 위성들에서 이상한 지질학적 모습(화산분출이나 간헐천의 분출 등)들이 발견되었을 때, 거대 모행성과 위성들의 중력적 인력에 의한 조석가열로 쉽게 설명해버리곤 했다. 그러나 그러한 설명은 여기에서 해당될 수 없다. 명왕성은 태양을 멀리서 공전하고 있기 때문이다.


손으로 제스처를 써가며, 스펜서는 기괴한 개념으로 끝을 맺고 있었다. "이것은 최근의 얼음 천체들에서 발견된 활발한 지질학적 활동에 대한 전력 공급원으로 조석가열이 될 수 없다는 것을 우리에게 말해주고 있는 것이다. 이것은 오늘 아침에 이루어진 정말로 중요한 발견이다.“ 그러면, 무엇이 최근의 지질학적 활동들에 대한 전력을 공급할 수 있었는가? 라는 당연히 생겨나는 질문에 대해서, 아무런 대답고 하지 않으며 떠나는 이 마지막 공개발언에 대해 청중들은 박수를 치고 있었다.

그의 발언 초기, 청중의 환호와 긴 박수 후에, 스펜서는 어제의 명왕성 사진에서 보여진 하트 모양의 밝은 지역에 대한 새로운 공식 명칭을 발표했다 : 명왕성의 발견자인 미국의 천문학자 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)의 이름을 따서 "톰보 레지오(Tombaugh Regio)‘라고 명명했다. 카메라는 그러한 기념으로 감사하는 표정을 짓고 있는 톰보의 살아있는 아들 알돈(Aldon)과 딸 아네트(Annette)의 모습을 보여주고 있었다.

위의 고해상도 사진은 명왕성 사진의 아래쪽에서 약간 왼쪽인, 낮-밤 경계 지역에서의 확대된 사진이다. 이제 전송 사진 데이터가 다운로드 되는대로 톰보 레지오 지역과 주변 많은 지역의 사진들이 곧 공개될 것이다.


업데이트 : Science(2015. 7. 15) 지에서 에릭 핸드(Eric Hand)는 명왕성과 카론의 나이에 대한 추가적인 어려움을 지적하고 있었다. "명왕성은 살아있다 - 그러나 그 열은 어디에서 오는가?"라는 글에서, 그는 예상치 못한 발견들을 이야기하면서 열 근원에 대한 전통적인 모든 근원들을 기각시키고 있었다 :

1.카론의 결여된 충돌크레이터들 : "또한 연구팀은 명왕성의 위성인 카론의 예상치 못했던 매끄러운 표면에 대한 새로운 사진을 보여주었다. 대기가 없는 카론은 명왕성보다 더 많은 충돌을 가지는 지표면이 예상됐었다.“

2.방사성 열(radioactive heat) : "명왕성과 카론의 내부에 방사성 원소들은 지질학적으로 산들의 구축 또는 표면을 재포장한 얼음 흐름에 필요했던 열의 일부를 제공했을 수도 있다. 그러나 명왕성, 특히 카론은 이 열을 지속하기에 너무도 작다."

3.충돌 열(impact heat) : "두 천체를 형성했다고 생각되는 거대한 충돌은 에너지의 근원을 제공할 수도 있다. 하지만 그러한 사건은 아마도 수십억 전에 일어났던 일이다.“

4.휘발성 단판(volatile veneer) : "그러나 이 층들이 얇다면, 그들은 대기로 승화되어 우주로 유실되면서, 비교적 빠르게 완전히 잃어버렸을 것이라고 스턴(Stern)은 말했다. 이것은 이들 휘발성이 많은 얼음들이 명왕성 내부로부터, 아마도 얼음 화산 같은 것으로 보충되는 방법이 있었음에 틀림없다는 것을 의미한다.“ 연구팀은 그것에 대한 증거를 적극적으로 찾아 나설 것으로 보인다.

5.특별한 호소(special pleading) : “전통적인 열손실에 관한 모델로서는 그러한 지질학적 활성을 설명할 방법이 없기 때문에, 콜린스(Collins)는 흥분하고 있었다. 만약 카론-명왕성의 충돌이 더 최근에 일어났다면, 모든 문제는 해결될 것이라고 그는 말했다.” 타이탄의 전문가 조나단 루닌(Jonathan Lunine)은 특별한 환경에 호소하는 것을 좋아하지 않는다. 이들 천체가 어떻게 그렇게 오랜 기간 동안 따뜻함을 유지할 수 있었을까? 그는 묻고 있었다. 그러나 그는 최근의 충돌 사건을 특별한 호소라고 부르며, 다른 메커니즘을 발견하려고 하고 있었다. 거대한 충돌은 태양계의 출발 시기인 45억 년 전 근처에서 발생했을 가능성이 높다는 것이다. 그 시기에 카이퍼 벨트에는 오늘날보다 더 많은 잠재적 충돌체들이 있었을 것이다.“ 그러면서 루닌은 자신의 특별한 호소를 하고 있었다. 카이퍼 벨트의 동력학은 태양계의 나머지 부분의 동력학과 다를 수 있다고 루닌은 말하고 있었다.

6. 진화하는 개념 : "산들(그리고 산을 만들었던 지질활동)은 카이퍼 벨트 천체들은 차갑고, 원시시대의 유물일 것이라는 예상과 반대되고 있다. “이들 천체는 초기 태양계의 타임캡슐과 같은 것으로 말해져왔다.” 낸시(Nancy Chabot)는 말했다. 이러한 개념은 진화해야만 한다. “그들은 비록 원시의 천체지만, 또한 활발한 천체이다.” 그녀는 말했다.


명왕성과 같은 극히 낮은 온도에서 물 얼음은 바위만큼 견고하다. 루닌(Lunine)은 추가되는 암모니아는 낮은 온도에서 그 흐름을 더 쉽게 만들 수도 있음을 제안했다. 그러면 사진에서 보여지는 것처럼 날카로운 봉우리의 산들이 형성된 이유는 무엇인가? The Conversation 지에서 데이비드(David Rothery)는 천왕성의 티타니아(Titania)와 아리엘(Ariel), 또는 토성의 테티스(Tethys)와 같은 몇몇 다른 위성들에서의 협곡과 갈라진 틈들을 지적했다. 추가된 몇몇 미스터리한 예들은 도움이 되지 않는 것이 분명해 보인다. 게다가, 그 위성들은 명왕성에서는 적용될 수 없는 조석력을 가지고 있다. 과학자들은 이 멀리 떨어진 추운 고대의 천체가 그렇게 젊은 모습을 보이는 것을 설명하기 위해서 지푸라기도 잡으려하고 있는 것처럼 보인다.

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우리의 예측(7/09/2015 참조)이 이렇게 빨리 확인되리라 고는 기대하지 않았다.

1. "명왕성은 얼음 화산이나 간헐천을 포함하여 활발한 지질 활동을 보여줄 것이다. 그리고 재포장의 증거들(즉 크레이터들이 거의 없거나, 얼룩진 분화구들)이 발견될 것이고, 이것은 수십억 년의 연대에 대한 도전이 될 것이다.“ 이 예측에서 뒤의 반은 명확하게 확인되었다. 그리고 활발한 지질 활동에 대한 증거는 앞으로 고해상도의 사진들이 도착하면 아마도 밝혀질 것이다. (카시니 우주선이 토성에 도착한 후 엔셀라두스의 간헐천을 탐지했던 것을 기억해보라). 스펜서의 설명은 수십억 년 동안 엔셀라두스(Enceladus), 트리톤(Triton), 유로파(Europa), 이오(Io) 등의 활발한 지질 활동을 설명하기 위한 에너지원으로서 조석가열(tidal heating)을 기각시키는 것이었다.

2. 대기의 탈출 속도에 대한 우리의 예측이 확인될 가능성이 있다. 왜냐하면 질소가 명왕성에서 생각했던 것보다 멀리 떨어진 곳에서 발견됐기 때문이다. (7/14/2015을 보라).

3. 위성들이 충돌로 형성됐다는 생각은 도전받을 것이라고 우리는 예측했었다. 초기의 카론의 사진은 모호해서 아직 예측이 맞았다고 확신할 수는 없지만, 지질학적으로 활발하거나 재포장되어 있는, 충돌크레이터들이 없는 거대한 지역을 볼 때, 카론은 매우 최근에 형성된 것처럼 보인다. 곧 도착할 카론에 대한 사진들은 그 위성의 특징들을 더 상세히 알 수 있게 해줄 것이다.

4. 온통 얼음인 세계에서 활발한 지질활동으로 물이 발견된다면, 곧바로 생명체의 존재 여부에 대한 주장이 뒤따를 것이다.


"1억 년이라는 시간은 확실히 성경적 시간 틀과는 맞지 않는 것"이라고 말하는 사람들은, 스펜서는 그러한 모습은 1억 년 보다 오래될 수 없다고 말했다는 것을 기억해야 한다. 그는 절대적 연대가 아닌, 상한선을 말했던 것이다. 그는 그러한 지형 모습의 하한선을 정할 수 없었음을 인정하고 있었다. 그러한 지질 활동은 현재도 진행되고 있을 수 있기 때문이다. 한 가지는 확실하다. 1억 년은 45억 년에 비해서 너무도 적은 1/45에 불과한 수치라는 것이다. 나머지 44억년 동안에는 무슨 일이 있었다는 것인가? 그러한 연대는 사실인가? 인류는 명왕성과 카론에서 활발한 지질 활동을 관측할 수 있는 특별한 시기에 살고 있는 것인가? 가장 간결한 설명은 이들 천체들은 매우 젊다는 것이다. 만약 태양계의 연대가 젊다면, 수십 수억 년의 지질시대는 허구가 되는 것이고, 진화할 시간이 없는 다윈의 진화론은 완전히 붕괴되는 것이다.

이것들은 거부될 수 없는 새롭게 밝혀진 놀라운 증거이다. 행성 과학자들은 놀라고 흥분하고 있었다. (그들은 차갑고 죽어있는 세계를 발견하리라 예측했지만, 지질학적으로 젊은 모습들로 인해 놀라면서도 즐기고 있는 것처럼 보인다). 가장 놀라운(미친) 생각은 태양으로부터 극히 멀리 떨어져 있는 극히 추운(-220~230℃) 얼음 천체가 알려진 에너지 공급원 없이, 어떻게든 활발한 지질활동을 수십억 년 동안 유지할 수 있었다고 하는 생각이다. 이것은 물리법칙을 위반하는 것이다. 그러나 스펜서나 연구팀의 어느 누구도 수십억 년의 연대가 틀렸을 수도 있다는 것을 심각하게 고려하지 않을 것이다. 그것은 확실하다. 그들은 이 세계가 오래되었다는 개념을 결코 포기하지 않을 것이다. 그래서 수십억 년이 지난 후에도 이 추운 작은 천체에서 활발한 지질활동이 일어나고 있었다는 것은 놀랍고 흥분되는 일이라는 것이다. 그러한 장구한 연대는 결코 변개될 수 없는 다윈 왕의 어인이 찍혀진 금령인 것이다.(비교. 단 6:8~9)



*관련기사 : 명왕성 최대 위성에 절벽·협곡 등 관측..활발한 지질활동 흔적 (2015. 7. 16. 연합뉴스)

http://media.daum.net/digital/others/newsview?newsid=20150716093908345

‘젊은 별’ 명왕성엔 로키산맥 닮은 얼음산이 솟아 있다 (2015. 7. 16. 한겨레)

http://www.hani.co.kr/arti/international/international_general/700627.html

차갑게만 보이던 명왕성, 그의 가슴엔 ‘하트’가 있었다 (2015. 7. 16. 조선일보)

http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2015/07/15/2015071503564.html

첫 공개된 명왕성 ‘스푸트니크평원’의 비밀 (2015. 7. 18. 전자신문)

http://www.etnews.com/20150718000069

"명왕성이 꼬리를 흔든다"…태양풍에 날리는 플라스마 (2015. 7. 19. 연합뉴스)

http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/07/18/0200000000AKR20150718005700091.HTML


출처 : CEH, 2015. 7. 15.

주소 : http://crev.info/2015/07/pluto-is-young/

번역 : 미디어위원회



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