2015년 무인 탐사선 뉴호라이즌스호는 명왕성을 근접 비행하며 눈이 덮인 것처럼 꼭대기가 흰 산맥의 사진을 보내왔다. 사진이 찍힌 곳은 명왕성 적도 부근 크툴루 지역의 산꼭대기로, 고도 1.5km부터 산 정상인 고도 3.5km까지는 ‘서리’가 덮여 있었다. 최근 이 서리의 구체적인 조성과 생성 과정이 밝혀졌다.
프랑스 국립과학연구센터(CNRS)와 미국항공우주국(NASA) 등 공동연구팀은 뉴호라이즌스호의 분광장치(LEISA)로 촬영한 초해상도 공간 스펙트럼 데이터를 사용해 크툴루 지역에 있는 메탄과 질소의 분포를 지도로 나타냈다. 그 결과, 크툴루 지역 산꼭대기에 형성된 서리는 99% 이상 메탄 성분이었다. 명왕성의 산이 메탄과 질소로 덮여 있을 것이란 추정은 있었지만 정확한 조성을 밝힌 건 이번이 처음이다.
명왕성 산꼭대기의 서리는 구성 성분뿐만 아니라 형성 과정도 지구의 서리와는 전혀 달랐다. 지구의 서리는 수증기가 풍부한 지표의 공기가 서서히 상승하면서 주변 온도가 낮아짐에 따라 수증기가 응축돼 만들어진다.
반면 명왕성 크툴루 지역의 산은 강한 상승기류로 인해 서리의 성분인 메탄이 높은 고도에 몰려있는 것으로 분석됐다. 메탄이 높은 고도에 계속 유입돼 응축되면 산 꼭대기에 메탄 서리가 형성되지만, 메탄이 부족해진 산 아래에는 서리가 형성되지 않는다.
탕기 베르트랑 NASA 연구원은 “이번에 밝혀낸 명왕성 내 메탄의 순환 과정을 토대로 명왕성에 있는 메탄 빙하 등 다른 메탄 지형들도 분석할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 10월 13일자에 실렸다. doi: 10.1038/s41467-020-18845-3
