태양계 가장 바깥에 있는 왜행성인 명왕성이 심장 모양의 평원을 덮은 질소 얼음을 통해 바람을 일으키는 것으로 나타났다.

질소 얼음이 녹았다 얼기를 반복하면서 심장 박동처럼 바람을 만들고 있다는 것이다.

미국항공우주국(NASA) 에임스 연구센터의 행성과학자 탄구이 버트란드 박사가 이끄는 연구팀은 명왕성 '톰보 지역'(Tombaugh Regio)의 질소 얼음을 연구한 결과를 미국지구과학학회(AGU) 학술지인 '지구물리학 연구 저널: 행성'(Journal of Geophysical Research: Planets) 최신호를 통해 발표했다.

▲ 뉴허라이즌스호가 촬영환 '명왕성 하트'

AGU에 따르면 연구팀은 톰보지역을 덮은 질소 얼음이 낮에는 녹아 기화하고 밤에 다시 어는 과정을 거치며 질소 바람을 뿜어낼 뿐만 아니라 표면 인근에서 얼음 알갱이와 연무 입자를 끌어올려 검은 띠를 만들고 있다고 밝혔다.

톰보 지역은 NASA의 심우주 탐사선 뉴허라이즌스호가 지난 2015년에 태양에서 59억㎞ 떨어진 명왕성에 근접하면서 처음 포착한 곳으로, 심장 모양을 똑 닮아 '명왕성 하트'로 많은 관심을 끌었다.

심장의 왼쪽에 해당하는 지역은 약 3㎞ 깊이의 분지로 1천㎞에 걸쳐 두꺼운 얼음이 덮여있으며 '스푸트니크 평원'이라는 이름이 붙여졌다. 오른쪽은 고지대로 얼음으로 왼쪽 분지와 연결돼 있다.

연구팀은 뉴허라이즌스호가 관측한 자료를 토대로 기상예측 모델을 돌려 지구 대기의 10만분의 1 수준에 불과한 명왕성에서 질소 바람이 만든 대기가 어떻게 움직이는지를 규명했다. 명왕성 대기는 질소가 대부분을 차지하며 일산화탄소와 온실가스인 메탄도 소량 포함하고 있다.

그 결과, 명왕성의 바람은 4㎞ 상공에서 명왕성의 자전 방향과는 반대인 서쪽으로 쉼없이 부는 것으로 나타났다. 톰보지역의 질소가 북쪽에서 기화해 남쪽에서 얼음이 되면서 서풍을 만든 것으로 분석됐다. 태양계 안에서 이런 대기를 가진 곳은 해왕성의 최대 위성(달)인 '트리톤'(Triton)이 유일하다.

이와함께 스푸트니크 평원의 서쪽 경계를 따라 표면 가까이서 강하고 빠른 바람이 부는 것도 포착됐다. 스푸트니크 평원의 절벽이 차가운 공기를 가둬 강한 바람을 만든 것으로 분석됐는데, 아시아 동쪽 끝에서 쿠로시오 해류(黑潮)를 일으키는 바람과 비슷한 것으로 분석됐다.

연구팀은 명왕성의 심장 모양 질소 얼음에서 만들어진 바람이 열을 옮기거나 침식을 일으키고, 얼음 알갱이나 연무 입자를 옮기고 쌓이게 해 얼음에 검은 띠를 만들게 됐다고 설명하면서 바람이 다른 방향으로 불었다면 명왕성의 풍경은 지금과는 사뭇 달랐을 것이라고 밝혔다.

버트란드 박사는 "스푸트니크 평원은 지구 기후에서 대양이 차지하는 것처럼 명왕성 기후에서 중요한 역할을 맡고 있을 수 있다"면서 "명왕성에서 스푸트니크 평원, 즉 심장을 제거한다면 지금과 같은 대기 순환을 갖지 못할 것"이라고 했다.

<연합>

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