명왕성의 젊음을 가리키는 근접 비행 사진들 : 천문학-태양계 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2026-08-03

명왕성의 젊음을 가리키는 근접 비행 사진들

(Pluto : Flyby photos show it looks young)

by Russell M. Grigg

NASA의 뉴 호라이즌스 우주선이 보내온 사진들을 과학자들이 계속 연구함에 따라, 명왕성에 대한 기존의 생각은 많은 의문으로 바뀌고 있다.

태양계 천체인 명왕성(Pluto)은 1930년 2월 애리조나주의 로웰 천문대(Lowell Observatory)에서 천문학자 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh, 1906~1997)에 의해 처음 관측되었다. 로웰 천문대의 이름이 유래되게 한, 퍼시벌 로웰(Percival Lowell, 1855~1916)은 태양계에 또 다른 행성이 존재할 것이라고 예측한 바 있었다.

아홉 번째 행성으로 지정된 명왕성의 이름은 영국의 11세 여학생 베네티아 버니(Venetia Burney, 1918~2009)가 제안했다. 그리스 신화에서 플루토(Pluto)는 햇빛이 없는, 차갑고 어두운 지하 세계의 지배자였기 때문이었다. 또한, 이름의 첫 두 글자는 퍼시벌 로웰의 첫 글자와 같았다.

하지만 로웰은 명왕성의 크기를 지나치게 과대평가했다. 그는 명왕성이 지구보다 질량이 6배 더 클 것이라고 생각했지만, 현재 우리는 그 행성이 대략 달 질량의 5분의 1, 즉 지구 질량의 500분의 1에 불과하다는 것을 알고 있다.[1]

그러다가 1992년부터 천문학자들은 명왕성과 같은 영역, 즉 해왕성 너머 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)라고 불리는 공간에서 태양 주위를 공전하는 많은 천체들을 발견했다.[2] 이 천체들 중 일부는 크기가 명왕성과 비슷했다. 2005년에는 질량이 명왕성보다 27% 더 큰 에리스(Eris)가 발견되었는데, 부피는 명왕성보다 약간 작았다. 그래서 에리스가 열 번째 행성으로 제안되기도 했다. 마침내 2006년, 국제천문연맹(IAU)은 다소 논란의 여지가 있는 결정을 내려 명왕성을 아홉 번째 행성에서 제외하고, 명왕성과 에리스를 '왜행성(dwarf planets)'이라는 새로운 범주의 태양계 천체로 분류했다.

이러한 천체들은 중력으로 인해 거의 구형에 가까운 모양을 유지할 만큼 충분한 크기나 질량을 가졌지만, 궤도상의 작은 천체들을 끌어당길 만큼 크지는 않다. 반면에 행성(planets)들은 궤도상의 일부 천체를 끌어당기고, 다른 천체들은 영구적으로 궤도에서 밀어낸다. 소행성(asteroids)과 같은 작은 천체들은 대개 불규칙한 모양을 하고 있다.

명왕성에서 새로운 발견들

2015년 7월 14일, NASA의 뉴 호라이즌스(New Horizons) 우주탐사선은 지구에서 9년 반 동안 48억 km을 비행한 후 명왕성과 그 위성들을 근접 통과했다. 탐사선이 보내온 사진에는 화산 활동으로 추정되는 산맥들, 충돌구가 있는 지역, 충돌구가 전혀 없는 거대한 평원, 아직 정체가 밝혀지지 않은 어두운 지역, 그리고 대기의 존재를 암시하는 푸른 하늘 등 놀라울 정도로 다양한 지형이 담겨져 있었다.

만약 태양계의 나이가 진화 우주론자들이 가정하는 것처럼 정말로 45억 년이라면, 명왕성은 오래전에 '차갑고 죽은(cold and dead)' 상태였을 것이다.

이러한 특징들 중 상당수는 진화론자들의 예상과는 달리, 명왕성을 '젊어 보이게(look young)' 만들기 때문에 '수수께끼'라는 평가를 받아왔다. 이는 명왕성이 여전히 지질학적으로 활발하거나, 최근까지 활발했음을 필요로 하기 때문이다. 하지만 명왕성처럼 작은 천체에서는 이러한 활발함은 불가능하다. 작은 천체는 더 빨리 식기 때문에, 만약 태양계의 나이가 정말로 진화론자들의 가정대로 45억 년이라면, 명왕성은 오래전에 '차갑게 식고, 활동이 멈춘 죽은' 상태가 되었어야만 하기 때문이다.

명왕성의 얼음 산맥

명왕성은 오랫동안 전체적인 밀도와 형성 과정에 대해서, 진화론적 설명과 일치하게, 암석 핵(rocky core)으로 이루어져 있다고 여겨져 왔었다. 그러나 현재는 핵 주변이 얼음과 얼어붙은 질소로 둘러싸여 있고, 표면은 얼어붙은 메탄과 일산화탄소로 덮여 있는 것으로 추정된다. 높이가 3.35km에 달하는 산맥(북미 로키산맥과 맞먹는 높이)과 또 다른 1.6km 높이의 산맥은 얼음으로 이루어진 것으로 보인다. 태양에서 멀리 떨어진, 극도로 추운 명왕성의 -235°C의 극저온 환경에서 얼음은 암석만큼 단단하기 때문에, 이 산맥들이 그렇게 높이 솟아오르려면 엄청난 에너지가 필요했을 것이다. 하지만 NASA는 이 산맥들이 명왕성의 추정되는 진화론적 나이의 2%도 채 되지 않는다고 밝혔다. 이는 명왕성이 지질학적으로 이미 오래전에 '죽은' 행성이었어야 할 시기에, 이 산맥들이 형성되었다는 것을 의미한다.[4]

명왕성의 다른 두 얼음산 지역은 그들의 과거에 지구의 화산과 다소 유사한 것처럼 보이며, 이로 인해 과학자들은 과거에 이 명왕성 산들이 지구에서처럼 녹은 용암을 분출한 것이 아니라, 액체 질소, 암모니아, 또는 메탄이 섞인, 물 얼음 현탁액(slurry of water ice)을 분출했을 가능성을 제안하고 있다.

충돌 분화구와 명왕성의 나이

충돌 분화구(impact craters, 운석공)의 수를 세는 것은 상대적인 연대를 추정하는 데 사용되는 방법 중 하나이다. 충돌 분화구가 많을수록, 형성되는데 더 오랜 시간이 걸렸을 것으로 추정한다(충돌 분화구를 형성한 운석과 소행성들이 집중적으로 떨어지지 않았다고 가정할 때). NASA 과학자들은 명왕성에서 크기와 모양이 매우 다양한 1,000개 이상의 충돌 분화구들을 발견했으며, 이를 통해 명왕성의 나이가 수십억 년이라고 주장한다. 그러나 스푸트니크 평원(Sputnik Planum)이라고 불리는 하트 모양의 거대한 지역은 운석 충돌의 흔적이 전혀 없다.

.명왕성 표면

이는 태양계가 45억 년 전에 형성되었다는 진화론적 믿음에 커다란 문제를 제기한다. 놀라움을 자아내는 반응들로는, "1억 년밖에 되지 않는 것으로 보이는 광활한 분화구 없는 평원"[6]이라는 표현에서부터, "우리가 알기로는 고작 일주일밖에 안 됐을 수도 있다"[7]까지 다양하다. 따라서 과학자들은 충돌 분화구가 없는 평원이 열 근원(heat source)에 의해서 새롭게 재형성되었을(renewed) 것이라고 제안했지만, 그렇다면, 그 열원은 무엇일까?

그 열원은 명왕성의 형성 당시에서 온 것이 아니다. 명왕성은 크기가 너무 작아서, 수십억 년 전에 형성되었다면, 그 당시의 열은 이미 오래전에 우주 공간으로 흩어졌어야 한다. 명왕성은 태양으로부터 약 60억 km 떨어진 궤도를 돌고 있기 때문에, 표면 온도는 약 -230°C이다! 이는 네온, 수소, 헬륨을 제외한, 모든 기체의 어는점보다 낮은 온도이다.

명왕성의 밀도(지구 밀도의 38%)는 너무 낮아서, 무겁고 수명이 긴 방사성 동위원소들이 수십억 년 동안 열을 공급할 수 없다. 또한 명왕성은 조석 효과(tidal effects, 중력적 끌어당김에 의한 마찰)를 일으켜 온도를 상승시킬 만큼, 충분히 큰 다른 천체와 가까이 있지도 않다.

그리고 만약 명왕성의 내부가 표면을 침식시켜 새롭게 만들었을 만큼 충분히 따뜻했다면, 명왕성의 거대한 얼음 산들은 오래전에 녹았어야 했을 것이다.

명왕성의 대기

명왕성은 약 1,600km에 걸쳐, 얇고 희박하지만 뚜렷한 대기를 가지고 있다.

명왕성은 약 1,600km 높이에 걸쳐, 얇고 희박하지만 뚜렷한 대기를 가지고 있다. 이 대기는 약 98%가 질소(지구는 78%)로 이루어져 있으며, 소량의 메탄과 일산화탄소가 포함되어 있다. 뉴 호라이즌스 우주탐사선이 명왕성을 지나간 후, 태양빛이 이 대기를 통과하는 모습을 일식처럼 촬영하여, 명왕성 주변에 푸른색 고리(작은 입자들이 햇빛을 산란시켜 만들어짐)가 나타나는 것을 확인했다.[8]

명왕성의 낮은 중력(지구 중력의 약 7%)과 태양 자외선에 의한 가열로 인해, 명왕성 대기의 질소는 매시간 수백 톤씩 우주로 빠져나간다. 그렇다면 수십억 년이라는 긴 세월이 흐른 후에도 명왕성은 여전히 대부분 질소로 이루어진 대기를 어떻게 유지하고 있을까? 과학자들은 명왕성 내부의 비교적 최근의 지질 활동을 통해 질소가 '재공급 되고(resupplied)‘ 있다고 추측하고 있다.[9] 하지만 명왕성에 대한 이전 기사[10]에서 언급했듯이, 이는 '수십억 년' 된 명왕성이 오래전에 '차갑게 식었어야만' 한다는 점을 고려할 때, 오랜 연대론자들에게는 적절한 해답이 되지 못한다.

명왕성의 위성들

명왕성에는 알려진 다섯 개의 위성들이 있다. 그중 가장 크고 가까운 위성은 카론(Charon)으로, 지름이 1,207km이며, 명왕성의 절반 정도 크기이다. 태양계에서 모 행성에 대한 상대적 크기가 가장 큰 위성이다. 카론과 명왕성 사이의 평균 거리는 불과 19,600km로, 지구의 달(382,500km)과 비교하면 매우 가깝다. 명왕성과 카론은 매우 가깝기 때문에, 두 위성 사이의 질량 중심, 즉 질량 중심을 공유하며 공전한다. 이 질량 중심은 다시 태양 주위를 공전한다. 이것이 바로 지구에서 명왕성을 볼 때 마치 '흔들리는(wobble)' 것처럼 보이는 이유이다.

카론도 역시 젊어 보인다! NASA에 따르면, "우주탐사 과학자들은 카론에 충돌 분화구가 거의 없다는 사실에 놀랐다. 카론의 적도 남쪽에는 상대적으로 분화구가 거의 보이지 않는데, 이는 지질 활동에 의해 재형성된 비교적 젊은 표면임을 나타낸다"는 것이다.[11] 하지만 작은 크기에도 불구하고, 명왕성이 지속적으로 지질 활동을 하는 것이 오랜 연대론자들에게 수수께끼라면, 명왕성 부피의 8분의 1에 불과한 카론은 그 수수께끼를 훨씬 더 심각하게 만드는 것이다. 수십억 년의 '오래된' 태양계라면, 카론은 명왕성보다 훨씬 이전에 지질학적으로 '죽었어야‘ 했다.

카론 너머에 있는 명왕성의 나머지 네 위성은 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 케르베로스(Kerberos), 히드라(Hydra)이다. 카론은 명왕성에 중력적으로 고정되어 있어, 공전 주기에 한 바퀴를 도는 반면, 스틱스는 6.22배, 닉스는 13.6배, 케르베로스는 6.04배의 공전 주기를 갖고 있고, 히드라는 놀랍게도 88.9배를 갖고 있다. 닉스는 역행 궤도로 공전하고 있으며, 자전축이 132도 기울어져 있다. 이러한 '혼돈'은 진화론으로는 설명할 수 없다.

수수께끼 풀기

우주의 나이를 수십억 년으로 가정하는 진화론적 관점을 버리면, 이러한 문제들이 해결된다. 겨우 수천 년밖에 되지 않은 태양계라면, 창조 이후로 에너지가 계속 소산되고 있을 가능성이 있다. 실제로 뉴 호라이즌스 우주탐사선은 태양계의 나이가 수십억 년이 아니라, 성경에서 언급된 것처럼, 수천 년밖에 되지 않았다는 증거들을 보내왔던 것이다.

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명왕성은 성운설과 모순된다.

명왕성은 성운설(nebular hypothesis), 즉 우리 태양계가 45억 년 전 같은 방향으로 회전하던 원시 가스와 먼지 구름에서 형성되었다는 이론에 문제를 제기하고 있다.

.명왕성의 위성들 중 카론만이 중력적으로 명왕성에 고정되어 있다. 나머지 네 개의 위성은 팽이처럼 회전하며, 닉스는 역방향으로, 그리고 옆으로 회전하기도 한다. 이러한 혼란스러운 현상은 진화론과 모순된다.

1. 명왕성은 태양계의 8개의 행성들과 같은 평면(즉, 황도면)에서 공전하지 않고, 17°의 각도로 공전한다.

2. 명왕성의 자전축은 공전 궤도면에 수직이 아니라, 기울어져 있어서, 한쪽 극이 태양을 거의 정면으로 향하고 있다.

3. 명왕성의 궤도는 원형이 아니라, 매우 타원형이다. 실제로 명왕성의 공전 주기 248년 중 20년 동안은 해왕성보다 태양에 더 가까이 접근한다. 예를 들어 1979년 2월 7일부터 1999년 2월 11일 사이가 그러했다.

4. 명왕성의 다섯 위성들은 모두 명왕성 주위를 공전하면서 각기 다른 속도로 자전하며, 그중 하나인 닉스는 공전 궤도와 반대 방향으로 돈다.

5. 본문에서 언급된 바와 같이, 명왕성과 그 위성들에서 지속적인 지질 활동이 있었다는 증거들은 수십억 년이라는 기존의 생각에 이의를 제기하고 있다.

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References and Notes

1. Walker, T., A lesson from Pluto, Creation 31(2):54–55, 2009; creation.com/plutolesson.

2. The Kuiper Belt extends from about 30 to 55 astronomical units (Earth is one astronomical unit, or AU, from the sun). Many objects in it are composed mostly of frozen chemicals such as water, nitrogen, ammonia, and methane.

3. Ice becomes harder at lower temperatures. Even at a far less frigid temperature of –78.5 °C (the sublimation point of dry ice) water ice is “hard enough to abrade limestone, shale, and many other common rocks, even including some igneous masses”, Blackwelder, E., The hardness of ice: American Journal of Science 238:61–62, 1940; cf. Butkevich T.R., Hardness of single ice crystals, American Mineralogist 43:48–57, 1958.

4. 360 view of Icy Mountains of Pluto; spaceaim.com/360-view-of-icy-mountains-of-pluto, 25 July 2015 (acc. 3 May 2016).

5. Volcanoes that eject such volatiles are called cryovolcanoes.

6. Frozen Plains in the Heart of Pluto’s ‘Heart’, NASA News, 18 July 2015.

7. Jeffrey Moore, Leader of the New Horizons Geology, Geophysics and Imaging Team, as reported 17 July 2015 by New Scientist Daily News, also by National Geographic News, and numerous others worldwide.

8. In Earth’s atmosphere, these are mostly nitrogen molecules.

9. Atmospheric Escape and Flowing N2 Ice Glaciers—what Resupplies Pluto’s Nitrogen? NASA News, 10 August 2015.

10. D. Coppedge, The New Pluto, Creation 38(1):12–13, 2016, creation.com/newpluto.

11. Charon’s Surprising, Youthful and Varied Terrain, NASA, 16 July 2015.

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