지구의 2번째 위성이 달과 충돌했다 ?

Forming the lunar farside highlands by accretion of a companion moon

 지구에서는 달의 한쪽 면 (앞면, near side) 밖에 관측할 수 없었다. 우주 시대가 되면서 인류는 달의 뒷면 (far side) 를 관측할 수 있었는데 앞면과는 다른 지형에 상당히 놀랄 수 밖에 없었다. 앞면은 상대적으로 낮고 평지 지형이 많은 반면 뒷면은 높고 산악 지형이 많았다. 지구에도 평야와 산이 있지만 지구의 한쪽면에는 평야가 많고 다른 쪽에는 산지가 많은 형태는 아니다.

 이와 같은 지형이 왜 생겼는지는 오랫동안 의문의 영역이었다. 산타 크루즈 대학의 M.Jutzi, E. Asphaug  는 달의 기원에 관한 충돌설을 바탕으로 달의 이 미스테리한 지형 역시 충돌에 의한 것이라는 가설을 내놓았다. 달의 형성에 대해서 충돌설에서는 테이아 (Theia) 라고 부르는 화성 정도 크기의 행성이 태양계 초기에 지구와 비슷한 공전 궤도를 돌다가 지구와 비스듬이 충돌 했으며 그 결과 지구에 충돌하고 튕겨나간 물질들이 상대적으로 가벼운 물질로 구성된 달을 형성했다고 보고 있다. 

 연구진들은 컴퓨터 시뮬레이션 을 통해 ( 이 연구에는 슈퍼컴퓨터 플레아데스 (Pleiades) 가 사용되었다) 달 - 지구의 라그랑주 점에 있는 달 보다 작은 지구의 위성이 공전하다 결국 달이 충돌하는 가설을 시험했다. 그 결과 이와 같은 대형 충돌이 달의 독특한 지형을 설명할 수 있다는 사실을 알아냈다. 

( Four snapshots from the computer simulation of a collision between the moon and a smaller companion moon show most of the companion moon is accreted as a pancake-shaped layer, forming a mountainous region on one side of the moon. (Credit: M. Jutzi and E. Asphaug, Nature.))

 물론 시뮬레이션 결과가 모든 것을 설명하지는 않는다. 다른 대안적 가설과 이 가설 가운데 어느 것이 옳은 지 알기 위해서 향후 달 탐사선을 이용한 자세한 지형 연구가 지속된다면 가설의 타당성 여부도 알 수 있을 것이다. 

 이들의 연구는 Nature 지에 기재되었다. 

Journal Reference:

    M. Jutzi, E. Asphaug. Forming the lunar farside highlands by accretion of a companion moon. Nature, 2011; 476 (7358): 69 DOI: 10.1038/nature10289