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엔셀라두스가 젊다는 추가적 증거들
: 물 뿐만 아니라, 실리카와 메탄도 같이 분출되고 있었다.
(Saturn's Enceladus Looks Younger than Ever)
Brian Thomas

    토성의 위성 엔셀라두스(Enceladus)에 대해서 더 많이 알게 되면 될수록, 그 위성은 더욱 젊어 보이고 있었다. 우주 탐사선이 토성의 얇은 E 고리에 있는 이 매혹적인 작은 위성에 대해 또 다른 방법으로 탐사를 했고, 그 위성은 다시 한번 수십억 년의 태양계 나이에 심각하게 도전하고 있었다. 새로운 발견들은 엔셀라두스가 젊다는 증거 목록에 추가되고 있었다.

토성의 6번째 큰 위성인 엔셀라두스의 가장 놀라운 특징은 의심할여지 없이, 물-얼음 분출 기둥이다. 카시니(Cassini) 우주선은 2005년에 엔셀라두스를 수차례 지나가면서, 이러한 지속적인 분출에 대한 놀라운 사진들을 포착하였다. 엔셀라두스는 남극 지역으로부터 12개의 물-얼음 기둥 등을 통해 수십 마일 높이로 물질들을 우주로 뿜어내고 있었다.[1] 아리조나 주 정도의 크기(폭)를 가진 엔셀라두스가 45억 년 동안 이러한 얼음 기둥들을 우주로 분출할 수 있는 충분한 물질들을 가지고 있지 못하다. 이것은 물리적으로 불가능하다. 2008년에 작성된 미항공우주국(NASA) 보고서는 이에 대해 그 어떠한 대답도 하지 못하고 있었다. ”이 제트 분출의 원인과 제어가 무엇인지는 하나의 미스터리이다.”[2]

그리고 2014년에 카시니 우주선은 더 가까이에서 엔셀라두스를 살펴볼 수 있었다. 이제 분출 기둥은 12개가 아니라, 101개나 된다는 것이다. 연구자들은 이들 단서로부터 이들 물기둥들은 위성의 얼어붙은 지표면 아래에 있는 뜨거운 물에 의한 것으로 추론했다. 엔셀라두스는 물을 분출할 뿐만 아니라, 지속적으로 내부 압력도 방출하고 있었다. 분명한 것은, 이 위성은 수십억 년 동안 이들 뜨거운 물기둥들을 분출시킬 수 있는 동력과 에너지를 가지고 있을 수 없다는 것이다.[3] 그것은 수학적으로 간단히 계산된다. 

한편 카시니는 2011년에 게재된 보고서에서, 엔셀라두스의 방출되는 열을 측정했다. 엔셀라두스가 수십억 년의 나이를 가진다면, 열을 완전히 잃어버렸어야만 한다. 그러나 세속적 연구자들은 엔셀라두스가 예상보다 10배 이상의 열을 방출하고 있는 것을 발견했다.[4] 그래서, 엔셀라두스는 물, 압력, 열을 지속적으로 잃어버리고 있는 것이다. 45억 년이라는 진화론적 시간 틀 내에서 이러한 관측에 대한 적절한 설명은 아직까지 존재하지 않는다.

Nature 지에 게재된 한 새로운 연구는 주로 물-얼음 기둥에 또한 실리카도 분출되고 있음을 보여주고 있었다.[5] '실리카(silica)'는 이산화규소(silicon dioxide)의 축약된 말로, 태양계에서 풍부한 화합물이다. 과학자들은 실리카 알갱이들(silica grains, 엔셀라두스 기둥에서 발견되는 크기의 입자들)이 또한 지구의 어떤 열수공(hydrothermal vents)에서 형성된다는 것을 알고 있다. Nature 지의 저자들은 실리카 알갱이들이 형성될 수 있는 것과 동일한 조건을 재구성했다. NASA Jet Propulsion Laboratory News는 말했다. 그러한 조건은 ”실리카로 과포화 된 약알칼리성의 소금물이 온도가 급격히 떨어질 때 형성된다”는 것이다.[6] 엔셀라두스의 지하 바다에서 포화되어 있는 실리카가 우주로 수십억 년 동안 분출됐다면, 그것은 왜 고갈되지 않았는가?

또한 새로운 측정은 엔셀라두스의 남극의 물-얼음 기둥에는 메탄(methane)이 포함되어 있음을 보여주었다. 엔셀라두스가 메탄을 수십억 년 동안 분출하고 있었다면, 그것은 어떻게 공급되고 있었는가?

Geophysical Research Letters에 논문을 게재한 과학자들은, 메탄과 같은 분자를 가두기(trap)위해 얼음 결정에 요구되는 조건을 모델링 했다. 그리고 이 위성은 그와 같은 조건과 매우 잘 적합했다.[7] ”그들의 모델에 의하면, 이러한 과정은 메탄 바다를 고갈시키는 데에 매우 효율적이어서, 아직도 엔셀라두스의 물-얼음 기둥에 메탄이 풍부한 이유를 과학자들은 설명할 필요가 있다.”라고 NASA의 글은 말했다.[6] 그들은 깊은 곳에서 흐르는 뜨거운 물이 분출 물-얼음 기둥에 메탄을 공급했다고 제안했다. 그러나 달(moon) 크기 만한 메탄 샘이라 하더라도 수십억 년 동안 지속될 수는 없다. 
 
이러한 메탄, 실리카, 열, 물, 증기 압력 등이 엔셀라두스에서 어떻게 지속될 수 있었는지를 설명할 수 있는 한 가지 방법은 엔셀라두스의 나이가 수십억 년이 아니라, 단지 수천 년에 불과하다는 것이다. 엔셀라두스는 토성 주위에서 수십억 년 동안 물질들을 분출해오지 않았다. 수십억 년이라는 장구한 연대를 지워버릴 때, 엔셀라두스의 매우 젊게 보이는 여러 모습들에 대한 미스터리들은 모두 해결되는 것이다.   


References

1. Coppedge, D. 2006. Enceladus: A Cold, Youthful Moon. Acts & Facts. 35 (11).
2. Enceladus Jets—Are They Wet or Just Wild? Cassini Equinox Mission News. Posted on saturn.jpl.nasa.gov November 26, 2008, accessed March 12, 2015.
3. Thomas, B. Solar System Geysers—Each a Fountain of Youth. Creation Science Update. Posted on icr.org August 8, 2014, accessed March 12, 2015.
4. Heat of Saturn Moon Far Surpasses Long-age Expectations. Creation Science Update. Posted on icr.org March 21, 2011, accessed March 12, 2015.
5. Hsu, H-W. et al. 2015. Ongoing hydrothermal activities within Enceladus. Nature. 519 (7542): 207-210.
6. Spacecraft Data Suggest Saturn Moon's Ocean May Harbor Hydrothermal Activity. NASA JPL news. Posted on jpl.nasa.gov March 11, 2015, accessed March 11, 2015.
7. Bouquet, A., et al. Possible Evidence for a Methane Source in Enceladus' Ocean. Geophysical Research Letters. 42 (5): 1334-1339.

*관련기사 : 엔진 불꽃같네… 토성 위성의 얼음분수(2017. 7. 21. 서울신문)
http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20170722020005&wlog_tag3=naver

출처 : ICR News, 2015. 4. 9.
URL : http://www.icr.org/article/8674
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 엔셀라두스에서 발견된 101개의 간헐천들 : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들. (Solar System Geysers—Each a Fountain of Youth)
2. 엔셀라두스 지하에 거대 바다가 의미하는 것은? : 수십억 년의 연대는 전혀 의심되지 않고, 생명체의 존재 가능성만 과장 보도되고 있었다. (Enceladus Ocean Means Dating Trouble, Not Life)
3. 엔셀라두스에 존재하는 열은 수십억 년의 연대와 조화되지 않는다. (Heat of Saturn Moon Far Surpasses Long-age Expectations)
4. 목성의 위성 '가니메데'에 소금물의 지하 바다가 존재한다. : 그러나 연대 문제는 언급되지 않고 있었다. (Water Worlds Tempt with Life, Not Youth)
5. 목성의 위성 유로파도 물 기둥을 분출하고 있었다. : 젊은 태양계를 가리키는 또 하나의 증거. (Europa Joins the Geyser Club)
6. 2014년에 가장 주목할 만한 뉴스 : 젊은 창조 연대 (2014 Most Notable News: Recent Creation)
7. 목성의 위성 이오에서 마그마의 바다가 발견되었다. : 이 추운 곳에 뜨거운 열이 아직도 존재하는 이유는? (Despite 'Magma Ocean' Discovery, Io's Volcanic Heat Remains a Mystery)
8. 뜨거운 용암을 분출하고 있는 이오(Io) : 수십억 년의 연대를 거부하는 한 작은 목성의 위성 (Spewing Hot Rocks on Old Ideas)
9. 토성의 위성들은 도처에서 분출하고 있었다. : 분출 활동을 하고 있는 테티스와 디오네 (Satan's Moons Are Bustin' Out All Over)
10. 위성 열병은 태양계 외곽으로 확산되고 있다. : 카이퍼 벨트의 소행성은 아직도 내부 열을 가지고 있었다. (The Hot Moon Epidemic Spreads to the Suburbs)
11. 소행성 세레스도 수증기를 분출하고 있었다! (Another Geyser World Erupts: Asteroid Ceres)
 
 
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