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화성과 금성의 활발한 지질활동은 젊은 연대를 가리킨다.
그리고 행성 탄생이 관측됐다는 주장은 기각됐다.
(Activity on Planets Suggests Youth)
CEH

   이러한 과정들이 정말로 수십억 년 동안 지속될 수 있었을까?


화성의 분출

화성은 행성의 계절을 거치면서, 극지방에 커졌다 작아졌다하는 얼어붙은 이산화탄소(드라이아이스)를 가지고 있다. 화성정찰위성(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)은 지난 10년 동안 고해상 카메라로 화성의 계절적 변화를 지켜보아 왔다. Icarus 지에 게재된 새로운 논문은 화성의 여름 동안에 얼음이 승화되면서 발생한, 폭발적인 이산화탄소 분출에 기인하여, 극지방에서 형성된 새로운 골짜기의 발견을 보고하고 있었다. 제트 분사는 얼음 꼭대기에 미네랄 먼지와 모래를 퇴적시키면서, 또한 얼음 아래의 지형에 골짜기를 조각하여, 화성 특유의 나뭇가지 패턴을 만들고 있었다 (UAHiRISE 페이지의 사례 참조).

이들 제트와 관련된 얼음아래의 가스 흐름은 극지방의 기저부 퇴적층에 홈통(troughs)을 파내고 있다고 믿어지고 있다. 화성의 봄 계절에 여러 번 반복된 거미줄과 같은 아레네이폼(araneiform)의 지형을 만든다...

극지방에서 작동되고 있는 현재의 침식 과정과 새로운 지형학적 모습의 형성을 탐지하는 것은 극지방의 모습을 만들었던 과정을 이해하는데 있어서 중요하다. 여러 해 동안의 HiRISE 관측은 현재의 침식률에 대한 정보를 제공해주었다. 따라서 아레네이폼의 최소 연대와 그것들이 조각된 표면의 연대를 1300 화성 년으로 추정할 수 있게 해주었다.

화성의 1년은 지구에서 1.88년이기 때문에, 이 침식적 특징은 단지 약 2,500년 전의 것이다. 의심할 여지없이 새로운 패턴은 오래된 패턴들을 지워버리기 때문에, 매년 물질의 어떤 순환이 있다. 그러나 이것이 45억 년(태양계의 추정되고 있는 나이) 동안 계속 진행 되었다면, 이 물질은 지금까지 180만 번 재활용되었을 것이다.

지난 해(2015년)에 Space.com은 화성 대기가 우주로 사라졌다는 보고를 했었다. 화성의 대기를 연구하기 위해 보내진, NASA의 메이븐(MAVEN, Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) 미션은 많은 량의 소실로 인해, 천문학자들을 매우 놀라게 만들었다. 거의 200만 번이나 계속 기압골을 만들기에 충분한 량의 이산화탄소가 남아 있었다고는 믿기 어렵게 되었다는 것이다.

그러나 화요일에(2015. 11. 5) 발표됐던 MAVEN 결과는 화성의 이산화탄소가 아래쪽보다 오히려 위쪽으로 올라갔음을 보여준다. 약 42억 년 전에 화성의 자기장이 사라지자마자, 태양풍과 강력한 태양폭발이 행성 대기의 대부분을 벗겨내어 우주로 날려 보냈던 것이다...

NASA의 기자회견에서 MAVEN 결과를 발표하면서, 대기 중 이산화탄소에 대해서 ”그것은 그곳에 없다”고 그는 말했다. ”그것은 제거되어 태양계 전체로 날아갔으므로, 되돌릴 수는 없다.”

Icarus 지의 또 다른 논문에서, 과학자들은 폭발적인 이산화탄소 분출을 실험실에서 재현하고자 시도했다. 이산화탄소는 특별한 조건 하에서만 분출할 수 있었다. ”우리는 화성 조건 하에서, 이산화탄소 얼음 판(CO2 ice slab) 안의 먼지 층으로부터 먼지 분출을 재현했다”고 그들은 말한다. ”우리는 먼지 분출을 일으키기 위해서, 이산화탄소 상변화의 평형 근처에서 압력과 온도 사이의 정교한 균형이 필요하다는 것을 발견했다.” 그것은 오늘날 관측되는 분출이 최근에 시작되었다는 것을 의미하는가? 일반적으로 세속적 과학자들은 희귀한 현상들(예로 토성의 고리, 엔셀라두스의 간헐천, 화성의 분출...)에 대해서 특별한 조건에 호소하는 것을 싫어한다. 그러면서 매우 운이 좋아 그러한 현상을 관측할 수 있다고 말한다.


금성의 화산들

금성의 화산은 최근에 분출했다고 새로운 연구는 제안한다.” 그것은 미스터리한 금성의 화산 활동을 재보도하고 있는 Space.com(2016. 10. 18)의 헤드라인이다. 1990년대 후반에 행성과학자들은 45억 년 이상인 것으로 추정되고 있는 금성의 표면에서, 비교적 최근에 맹렬하게 분출했던 화산활동에 의해 재포장되었음을 가리키는, 마젤란 궤도 레이더 매퍼(Magellan orbital radar mapper)의 증거로 인해 매우 당황했었다. (see 'Earth’s ugly sister can’t get a date,” 8/16/2004, and follow-up reference, 8/27/2009). 그것은 판구조가 없이 설명하기 어려웠다. 후속 질문은 화산활동이 지금도 활발한 것인지에 관한 것이었다. 그러나 그것은 말하기 어려웠다. 왜냐하면 금성의 두텁고, 고온의 대기 때문이었다. 그 기사는 어제 분출한 것처럼 젊을 수 있는 '열점(hotspot)'을 보고하고 있었다.

금성의 화산활동은 지질학적으로 말하면 최근 과거에 일어났으며, 오늘날에도 여전히 분출하고 있을 수도 있다. 새로운 연구는 금성 표면에서 최근의 한 분출을 더 자세히 관측하고 있었다.

금성의 남서반구에 있는 이든 몬스(Idunn Mons) 화산은 주변 평원보다 2.5km 높이로 솟아 있다. 2010년에 유럽우주국의 금성 익스프레스(Venus Express) 프로브는 이든 몬스는 주변 지역에 비해 높은 수준의 적외선을 방출하는, 열점이라는 것을 밝혀냈다. 그것은 그 지역에서 최근에 용암이 흘렀으며, 그 지역이 여전히 따뜻하다는 것을 가리킨다.

이제 새로운 연구 결과에 의하면, 이든 몬스의 더 상세한 모습은 관측된 열점이 화산의 동쪽 측면을 따라 여러 (냉각된) 용암흐름과 일치함을 보여준다. 새로운 연구를 수행했던 연구자들은 그 발견은 금성의 화산들이 비교적 최근 과거에도 활동적이었으며, 지금도 활동하고 있을 수도 있음을 가리킨다고 말했다.


혜성 67P 이야기

로제타 미션(Rosetta mission)의 임무는 종료되었지만, 혜성 67P(Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko)에 대한 데이터 분석은 수년간 계속될 것이다. 한 놀라운 사실이 Science Daily(2016. 11. 9) 지에 의해서 보도되었다 : ”혜성 67P는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 젊다.” 얼마나 더 젊다는 것인가? ”현재 형태의 혜성은 10억 년 보다 더 오래될 수 없다.” 이 나이도 꽤 오래된 것으로 들리겠지만, 그것은 추정되던 45억 년의 22%에 불과하다. 태양계 나이의 78%가 지나간 후에, 무슨 일이 일어났던 것인가?

오리(duck) 모양의 혜성의 두 엽 사이의 '목' 부분의 분석에 의하면, 그 부분은 존재하는 동안 일어났을 수많은 충돌에서 살아남기에 너무 섬세하다는 것을 보여준다. 추정되는 장구한 나이를 구조하기 위해서, 그들은 장구한 시간 동안, 혜성을 폭파시킬 만큼 강력하지는 않았지만, 두 엽을 분리시킬 정도로는 강했던, 미세하게 조정된 충돌에 호소하고 있었다. 그 결과 두 개의 돌출부가 분리되었지만, 중력에 의해서 재결합되었다는 것이다. 그러나 혜성은 태양 근처에 다가올 때마다 많은 물질들을 잃어버린다는 것을 기억해야만 한다.

Nature 지의 한 논문은 혜성 67P에서 먼지의 관측에 대해 보고하고 있었다. 로제타 과학자들은 ”혜성은 거의 원시시대의 먼지(pristine dust) 입자를 보존하고 있는 것으로 생각된다”라고 말하면서, 혜성의 건축 벽돌에 관한 모순된 증거를 해석하기 시작했다. 이전 미션은 원시시대의 것으로 간주되지 않던, 가공된 물질을 발견했었다. 로제타의 현장 측정은, 천문학자들이 태양계 응축 시의 행성간 먼지 입자와 일치하는 것으로 해석하는, 먼지 입자들의 계층적 패턴(hierarchical pattern)을 보여주고 있었다. 그러나 그것은 순환논법처럼 보인다. 즉 그 먼지입자들은 원시시대의 것이다. 그러므로 우리는 그것을 원시시대의 것으로 해석한다. 이론의 일부 과정은 진행 중인 것 같다. Nature 지에 실린 논문에 대해 논평하며, 루드밀리(Ludmilla Kolokolova)는 결론을 내리고 있었다 :

저자들의 결과는 태양계와 같은 행성계를 궁극적으로 발생시킨 과정과 혜성 먼지에 대한 근본적인 이해를 향상시키고 있다. 혜성 먼지 입자에서의 계층적 구조의 발견과 그러한 입자들의 기본 건축벽돌에 대한 설명은, 물리학자들이 지상 관측으로 얻어진 혜성 데이터의 해석을 재고하도록, 그리고 원시행성 성운의 과정을 재평가할 수 있도록 해주고 있다. 아마도 행성이 어떻게 형성되었는지에 대한 새로운 모델이 만들어져야할 것이다.


행성들은 어떻게 형성됐는가?

천문학자들은 행성이 어떻게 형성되었는지에 대해 정말로 알고 있는가? Science Daily(2016. 10. 5) 지의 기사는 항성의 먼지 원반(disks)에서 응축되어 생겨났다는 행성에 관한 이전의 추측들을 무효화시키고 있었다. 과학자들은 지난 3월 바다뱀자리의 별 TW Hydrae 주위에서 행성이 형성되고 있다고 추정했던, ”원시행성 원반(protoplanetary disk)”에 대해 모두 흥분했었다. 그런데 그러한 주장은 틀렸을 수 있다는 것이다. 그 기사는 죄송하다고 결론내리고 있었다. 그것은 한 항성계의 탄생이 아니라, 죽음으로 보인다는 것이다. 별빛으로부터 원반에서 광증발(photoevaporation)은 원반이 소실되는 원인이 될 수 있다는 것이다.

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파괴적인 최근 과정들은 행성 역사의 특별한 시기를 말하고 있는 것인가? 이것은 세속적 행성 모델에서 예상됐던 것들이 아니다. 이러한 관측들은 그들의 이론에 대한 구조장치가 필요할 만큼 비정상적인 것들이다. 증거들을 간략히 살펴보아도, 실제 물리적 과정은 수십억 년보다 훨씬 짧은 시간 내에, 천체들을 만들어내는 것이 아니라, 해체하고, 파괴시켜버린다는 것을 알 수 있다.

 

*관련기사 : 화성의 남극…영하 130도의 지형 : 화성의 남극에 존재하는 드라이아이스 포착 (2016. 12. 12. 아시아경제)
http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2016121307481035603

”화성 대기, 태양풍 탓에 사라졌다…지금도 초당 100g씩 감소” (2015. 11. 6. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/11/06/0200000000AKR20151106007100091.HTML

금성에도 ‘활화산’ 있다…에너지 분출 확인 (2016. 10. 20. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20161020601022

로제타 탐사선, 12년 활동 마감…혜성과 충돌 '사망'(2016. 9. 30. 뉴시스)
http://www.newsis.com/ar_detail/view.html?ar_id=NISX20160930_0014420401&cID=10101&pID=10100

분리됐다 합쳐지는 혜성, 지구 생명체 기원 가능성 입증되나(2016. 6. 1. 조선비즈)
http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/06/02/2016060201496.html

12년 임무 완수! 로제타 (2016. 11. 9. 주간동아)
http://weekly.donga.com/Main/3/all/11/776157/1

바다뱀자리 TW 별 : 지구와 동일한 거리에 행성이 형성되고 있는 별(2016. 4. 5. 국립전파천문대)
http://blog.daum.net/bigcrunch/12348631

 

출처 : CEH, 2016. 11. 11.
URL : http://crev.info/2016/11/activity-on-planets-suggests-youth/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 수십억 년의 태양계에서는 모든 것들이 기괴하다! (Solar System Is Weird Only if It Is Old)
2. 태양계 천체들의 새로운 유행 - 바다의 존재 : 유로파에서 관측된 200km의 물기둥이 의미하는 것은? (Trending: Moons With Oceans)
3. 토성의 위성 타이탄에서 새롭게 발견된 사실들 : 타이탄은 수십억 년의 연대를 거부한다. (Titan Takes the Age Stage)
4. 나는 젊다고 외치고 있는 태양계!
5. 명왕성과 엔셀라두스의 지하 바다는 수십억 년의 연대를 거부한다. (Underground Oceans Can’t Last Forever)
6. 활발한 지질활동을 하고 있는 명왕성 : 차가운 얼음 행성의 심장은 아직도 뛰고 있었다! (Pluto Has Active Geology)
7. 토성의 위성들은 공룡보다 젊을 수 있다? 1억 년으로 줄어든 엔셀라두스의 나이 (Are Saturn’s Moons Younger than the Dinosaurs?)
8. 명왕성에 얼음 화산이 분출 중일 수 있다! (Pluto May Be Erupting)
9. ‘계속되는 경탄’ : 명왕성의 새로운 사진은 예측치 못했던 명왕성의 활발함을 보여준다. (“Overdose of Awesomeness” : New Pluto Images Show Unpredicted Activity)
10. 명왕성은 젊다. (Pluto Is Young)
11. 목성의 위성 유로파도 물 기둥을 분출하고 있었다. : 젊은 태양계를 가리키는 또 하나의 증거. (Europa Joins the Geyser Club)
12. 목성의 위성 '가니메데'에 소금물의 지하 바다가 존재한다. : 그러나 연대 문제는 언급되지 않고 있었다. (Water Worlds Tempt with Life, Not Youth)
13. 혜성 67P에서 산소가 발견되었다. : 태양계의 기원에 관한 현대 이론이 틀렸을 수 있다. (News from Comet 67P)
14. 엔켈라두스의 간헐천들은 넓게 커튼처럼 분출되고 있었다 (It’s Curtains for Enceladus)
15. 엔셀라두스가 젊다는 추가적 증거들 : 물 뿐만 아니라, 실리카와 메탄도 같이 분출되고 있었다. (Saturn's Enceladus Looks Younger than Ever)
16. 엔셀라두스에서 발견된 101개의 간헐천들 : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들. (Solar System Geysers—Each a Fountain of Youth)
17. 엔셀라두스에 존재하는 열은 수십억 년의 연대와 조화되지 않는다. (Heat of Saturn Moon Far Surpasses Long-age Expectations)
18. 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)
19. 타이탄의 메탄은 여전히 수수께끼이다. (Titan’s Methane Still Puzzles Scientists)
20. 수십억 년의 연대에 도전하는 타이탄 (Titan and Mercury: Challenges to Billions of Years)
21. 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)
22. 뜨거운 용암을 분출하고 있는 이오(Io) : 수십억 년의 연대를 거부하는 한 작은 목성의 위성 (Spewing Hot Rocks on Old Ideas)
23. 맹렬하게 화산을 분출하고 있는 목성의 위성 이오는 수십억 년의 태양계 나이를 거부한다. (The violent volcanoes of Io)
24. 목성에서 새로운 지평 : 위성 이오, 유로파, 가니메데, 그리고 목성의 고리 (New Horizons at Jupiter)
25. 붕괴되고 있는 지구 자기장과 발전기 이론. (Earth’s Geodynamo: An Energy Crisis)
26. 달의 이전 자기장에 대한 세속적 혼란 (More secular confusion about moon’s former magnetic field)
27. 67p 혜성에서 발견된 산소 분자는 젊은 연대를 가리킨다. (Unexpected Oxygen on Young-Looking Comet)
28. 수성과 달은 아직도 화산 분출 중일 수 있다. : 증가하고 있는 젊은 태양계의 증거들! (Mercury, Moon May Still Be Erupting)
29. 수성의 자기장 지각은 창조론의 예측과 일치했다. (Mercury's Magnetic Crust Fulfills Creation Prediction)
30. 수성의 젊은 표면을 발견한 메신저호 (Messenger Probe Finds Mercury's Surface Looks Young)
31. 태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 2 : 목성, 토성, 위성들, 혜성들은 젊은 연대와 창조를 가리킨다.
32. 금성의 활발한 화산활동에 대한 증거가 발견되었다. (Discovery: Volcanoes on Venus)
33. 금성은 행성 역사의 80%를 잃어버렸다. (Venus: 80% of Its History Is Missing)
34. 태양계 행성들에서 밝혀진 새로운 사실들 1 : 수성, 금성, 달, 화성, 소행성들은 젊은 연대를 가리킨다. (Every Planet Surprises Secular Astronomers I: Inner Planets)
35. 화성에서 메탄 발견이 생명체의 존재 가능성인가? : 그리고 타이탄의 바다는 에탄이 아니라, 메탄이었다. (Mars Methane Is Not Alive)
36. 화성에 액체 상태의 물? (Liquid Water on Mars?)
37. 소행성 세레스는 젊은 연대를 가리킨다. (Ceres Shows Serious Youth)
38. 소행성 세레스의 젊은 모습에 놀라고 있는 행성과학자들 (Dawn of a Young Ceres)
39. 소행성 세레스도 수증기를 분출하고 있었다! (Another Geyser World Erupts: Asteroid Ceres)
40. 위성 열병은 태양계 외곽으로 확산되고 있다. : 카이퍼 벨트의 소행성은 아직도 내부 열을 가지고 있었다. (The Hot Moon Epidemic Spreads to the Suburbs)
41. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 3. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
42. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 2. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
43. 젊은 지구와 젊은 우주를 가리키는 101 가지 증거들 1. (101 evidences for a young age of the earth and the universe)
44. 갑자기 훨씬 더 젊어진 행성들과 위성들 : 운석 충돌에 의한 크레이터들은 대부분 이차성이었다. (Planets and Moons Suddenly Got Much Younger)
45. 혜성의 진화 이론과 함께 소멸된 로제타 혜성탐사선 (Rosetta Mission Crashes Into Comet Theories)
46. 지구 물의 기원, 혜성이 아니었다. (Comet Ocean Theory Debunked)
47. 젊은 혜성은 태양계 형성 이론에 도전한다. (Young Comet Challenges Solar System Formation Story)
48. 우주에 엉성한 천체가 아직도 존재하는 이유는? : 돌무더기 소행성은 장구한 연대를 거부한다. (Fluffballs in Space Shouldn’t Exist)
49. 행성 이론의 침몰과 새로 바뀌어야할 이야기 (Rearranging Deck Chairs on Sinking Planet Theories)
50. 우주 먼지에서 새로운 행성이 형성되고 있는가? (A New Planet from Cosmic Dust?)
51. 행성들은 초신성 폭발의 충격파로 형성됐는가? : 여러 가정들에 기초한 모델링이 사실처럼 말해지고 있다. (Protoplanetary Disc Model Falls Flat)
52. 다양한 구성 물질의 소행성들은 자연주의적 기원에 도전한다. (Asteroid Medley Challenges Naturalistic Origins)
53. 성운설을 거부하는 한 새로운 관측 : 항성의 회전방향과 반대로 공전하는 외계행성의 발견. (Planet's Reverse Orbit a New Twist in Old Evolutionary Story)
54. 행성들의 자연적 형성은 지극히 어렵다. (The naturalistic formation of planets exceedingly difficult)
 
 
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