태양계 이야기 386 - 명왕성이 또 다른 붉은 행성이라고?

(뉴호라이즌스호의 데이터로 구축한 명왕성 지도.  New Horizons scientists combined the latest black and white map of Pluto’s surface features (left) with a map of the planet’s colors (right) to produce a detailed color portrait of the planet’s northern hemisphere (center).

Credits: NASA/JHUAPL/SWRI)

 명왕성에 점차로 가까워지는 뉴 호라이즌스호는 계속해서 명왕성의 이미지를 보내오고 있습니다. 이미 표면의 지형을 조금씩 확인할 수 있을 만큼의 데이터가 모아졌는데, 이를 토대로 나사는 명왕성이 또다른 붉은 행성(The 'Other' Red Planet)이라고 설명했습니다. 붉은 행성은 주로 육안으로 봤을 때 붉은 색 계통으로 보이는 화성을 의미하는 것입니다. 그런데 정확하게 말한다면 맨눈으로 봤을 때 붉은 색보다는 적갈색(reddish brown)에 가깝다고 말할 수 있을 것 같습니다. (위의 사진) 

 뉴 호라이즌스호의 책임 연구자인 앨런 스턴(New Horizons principal investigator Alan Stern of the Southwest Research Institute, Boulder, Colorado)에 의하면 사실 명왕성의 색깔은 이전부터 알려져 있었다고 합니다. 지구에서 관측을 통해 분석이 되었던 것이죠. 

 화성에서 붉은 색으로 보이는 원인 물질은 산화철, 즉 녹슨 철입니다. 반면 명왕성에서 보이는 붉은 갈색 색상의 원인은 탄화 수소에 의한 것입니다. 명왕성에는 매우 희박하긴 하지만 대기가 있습니다. 이 대기에는 메탄 가스가 일부 포함되어 있는데, 이 메탄 가스가 태양과 우주에서 오는 자외선 파장과 만나게 되면 더 복잡한 탄화 수소 화합물을 만들게 됩니다. 톨린(Tholin)이라고 불리는 것이죠. 

 사실 톨린은 이전에도 설명드린 적이 있습니다. 바로 토성의 위성 타이탄에서죠. 타이탄 역시 대기에 메탄 가스가 있는데, 태양에서 오는 자외선 등의 영향을 받아서 이런 화합물이 생기게 됩니다. 이는 타이탄에서는 주로 노란색으로 보입니다. (  http://jjy0501.blogspot.kr/2012/07/97-1.html 참조) 과학자들은 대기를 가진 매우 극저온의 천체들 - 타이탄, 트리톤, 명왕성 - 에서 이런 톨린이 형성된다고 보고 있습니다. 물론 톨린이라고 총칭해도 사실 더 다양하고 복잡한 구성의 물질들일 것입니다.

(실험실에서 인공적으로 합성한 톨린. Scientists at Johns Hopkins University’s Hörst Laboratory have produced complex chemical compounds called tholins, which may give Pluto its reddish hue.

Credits: Chao He, Xinting Yu, Sydney Riemer, and Sarah Hörst, Johns Hopkins University ) 

 명왕성에서 톨린을 형성하는 자외선은 특히 리만 알파(Lyman-alpha)라고 부르는 것입니다. 뉴 호라이즌스호의 Alice 관측 기기에 의하면 명왕성 궤도에서는 태양에서 오는 것 만큼이나 다른 심우주에서 날라오는 리만 알파 파장의 자외선이 많은 것 같다고 합니다. 그렇다면 매우 흥미롭게도 밤에도 톨린이 형성된다고 볼 수 있을 것 같습니다. 태양계의 외곽에 해당하는 명왕성에는 태양의 영향만큼이나 다른 우주의 영향도 무시할 수 없다는 것이죠. 

 명왕성은 단순히 적갈색이라고 말하기에는 상당히 복잡한 모습을 하고 있는 것으로 보입니다. 특히 남반구와 북반구와 완전 다른 지형을 가지고 있는 것으로 추측됩니다. 이미 드러난 것도 재미있는 내용이 많지만, 이제 머지 않아 더 디테일한 모습이 드러날 것입니다. 

(7월 1일 뉴호라이즌스호가 찍은 명왕성과 카론.  Pluto and its largest moon Charon seen from New Horizons on July 1, 2015. The inset shows Pluto enlarged; features as small as 100 miles (160 kilometers) across are visible.

Credits: NASA/JHUAPL/SWRI )

 참고 

http://www.nasa.gov/nh/pluto-the-other-red-planet