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달은 앞뒤가 달라. 뒷면이 훨씬 춥지. 달에게 앞면을 따뜻하게 만들어 준 원인을 찾아 달라 했더니 나에게 열을 내는 원소를 나눠 주네. 

박동현

 

자기소개 부탁해!
난 달이야. 난 항상 한쪽 면만 지구를 향하고 있어. 달이 지구 주위를 도는 공전 주기와 달이 스스로 도는 자전 주기가 같기 때문이야. 달의 앞면과 뒷면의 지형은 생김새가 달라. 뒷면에 산악 지형과 분화구가 더 많고, 앞면에는 화산 활동을 할 때 생기는 현무암이 많지. 9월 30일 중국 베이징대학교 지구우주과학부 연구팀은 달의 뒷면을 이루는 암석이 앞면의 암석보다 차갑다는 연구 결과를 발표했어.

증거를 어떻게 얻었어?
연구팀은 2024년 중국의 달 탐사선 창어 6호가 채취한 달 뒷면 암석 300g의 성분을 조사했어. 질량분석기로 암석에 빛을 쏜 뒤 빛에 튕겨 나온 이온을 분석했어. 원자번호가 같지만, 중성자● 수가 다른 납 원자 수를 파악했지. 달을 이루는 우라늄 원자는 불안정해. 수십억 년에 걸쳐 입자를 방출해 안정적인 납 원자로 바뀌어. 이 암석은 28억 년 전에 생긴 암석이었어. 연구팀은 암석이 처음 생겼을 때의 온도를 알기 위해 컴퓨터 모의실험으로 28억 년 전 암석의 모습을 재현했어. 

이 암석의 온도는 어땠어?
재현 결과, 연구팀은 이 암석의 온도를 1100℃로 추측했어. 이 암석은 마그마가 식어 생긴 현무암이었는데, 1100℃는 마그마로 녹아 내리기 전 암석 상태일 때 온도야. 2020년 창어 5호가 채취한 달 앞면의 암석의 온도와 비교하니 100℃ 더 낮았어. 또 인공위성이 촬영한 모습을 통해 달의 앞면과 뒷면의 암석 온도를 추측하고 비교해 봤어. 그 결과 뒷면이 앞면보다 70℃만큼 낮았어.

온도가 다른 이유가 뭘까?
연구팀은 열을 방출하는 원자 수가 달의 뒷면에 더 적기 때문에 뒷면이 더 차갑다고 추측했어. 달 앞면에는 우라늄과 토륨, 그리고 포타슘이라는 방사성 원자가 있어. 방사성 원자는 시간이 흐르면서 입자와 열을 방출해 더 안정된 상태로 변하려고 해. 연구팀은 달의 뒷면에는 앞면보다 이 원자들이 적어서 열이 덜 방출되고 암석이 차가울 것이라는 분석했어. 연구팀은 “달의 온도 차이가 내부에도 있다는 사실을 알 수 있었고, 이번 연구로 달의 기원에 대해 더 잘 파악할 수 있다”고 밝혔어.