명왕성 표면에서 솟아오르는 액체 질소… 뉴 호라이즌스가 찾아낸 놀라운 증거

이 연구는 명왕성 표면에 지하 액체 질소 시스템이 존재하며, 이 시스템이 적극적으로 얼음층에 영양분(?)을 공급하고 있음을 보여준다 .

3. 명왕성의 대기 붕괴가 시작되다

내부 활동으로 표면이 재생되는 것과는 대조적으로, 명왕성의 대기 환경은 다른 방향으로 변화하고 있다. Amanda Sickafoose 박사(행성과학연구소, Planetary Science Institute)가 이끄는 연구팀은 2017년 8월부터 2023년 7월까지 관측된 10번의 별 엄폐(stellar occultation) 데이터를 분석하여 그 결과를 《행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)》에 발표했다 .

• 안정기에서 감소기로: 연구에 따르면 명왕성의 대기압은 2015년 뉴 호라이즌스가 비행할 당시부터 2021년 중반까지 거의 일정하게 유지됐다 .
• 첫 번째 측정된 감소: 하지만 2021년 중반 이후 2023년 7월 사이에 대기압이 측정 가능할 정도로 감소하기 시작했다. 대기 중 연무(haze) 효과를 포함한 특정 고도(1215km)에서의 압력은 16 ± 2% 감소했으며, 연무 효과를 제외한 상층 대기(1275km)의 경우 7 ± 6% 감소한 것으로 나타났다 .
• 오랜 예측의 확인: 이는 1988년 명왕성 대기가 처음 발견된 이후 첫 번째 측정된 압력 감소이며, 명왕성이 248년 공전 궤도에서 태양으로부터 멀어짐에 따라 대기가 결국 얼어붙어 표면으로 떨어질 것이라는 오래된 예측이 현실이 되고 있음을 의미한다 .

4. 명왕성의 두 얼굴: 내부 활동과 대기 수축이 공존하는 세계

이 두 가지 연구 결과는 명왕성이 내부 열에 의해 표면을 끊임없이 재생성하는 동시에, 태양과의 거리 변화에 따른 대기 붕괴라는 상반된 과정을 겪고 있는 '과도기적 세계'임을 보여준다.

통합적인 그림은 다음과 같다. 명왕성은 깊은 곳에서 액체 질소가 표면으로 솟아오를 만큼 내부적으로 역동적인 동시에, 대기는 점점 사라지고 있다. 이 두 현상은 연결되어 있을 가능성이 크다. 대기에서 얼어붙어 표면으로 떨어진 질소는 스푸트니크 평원의 얼음층을 다시 채워주고, 그 얼음층이 녹아 액체 질소 흐름의 원천이 되는 '극저온 휘발성 물질 순환(cryogenic volatile cycle)' 이 명왕성 내부, 표면, 대기를 연결하고 있는 것이다 .명왕성은 더 이상 죽은 얼음 유물이 아니라, 질소가 지하와 표면, 하늘 사이를 끊임없이 이동하는 역동적인 전환기 세계이다.