태양계 7대 비경 - 6. 미란다 : 태양계를 생성시킨 격렬한 파괴의 흔적

승객여러분.
지금 저희 셔틀 세이건은 다시 태양계 외행성계로 빠져나와 저희가 태양계에서 처음으로 방문했던 토성을 방금 막 지났습니다.

 

그리고 지금 저희의 전방 910만 킬로미터 거리에 여러분이 여섯번째로 만나보시게 될, 미란다라는 달을 거느린 청록색 행성, 천왕성이 보이고 있습니다.

 

 

 

 

천왕성의 지름은 적도에서 5만 1천 킬로미터로 지구의 4배에 달합니다.

천왕성의 공전주기는 지구시간 기준으로 84년입니다.

 

현재 천왕성은 태양쪽으로 북극지방을 보여주고 있으며 따라서 여러분들은 지금 천왕성의 북극을 보시고 있습니다.(하기 사진 출처 : 주석문 참고) 

 

보시다시피 천왕성이라는 행성 자체는 그닥 특이한 행성으로 보이지 않습니다.

행성의 색깔 자체가 전체에 균질한 분포양상을 보이고 있으며 가스상 행성이므로 뚫고 내려가 볼 수 있을만한 지각도 존재하지 않습니다.

 

그러나 이처럼 큰 특징이 없어보이는 천왕성도 나름 특색을 가지고 있습니다.

 

황도면을 따라 비행하고 있는 저희가, 따로 이 행성을 북쪽에서 접근하지 않고 있음에도 태양을 향한 행성의 주간반구로 북반구가 보이는 까닭은 이 행성이 태양계의 다른 행성들과 달리 자전축이 98도나 심하게 기울어져 있기 때문입니다.

 

또한 천왕성의 자기장 극점은, 이처럼 심하게 기운 지리적 극점과는 또 60도의 차이를 보이고 있습니다.

 

이처럼 심한 각도로 누워있는 행성의 모습, 그리고 자기장 극점과 지리적 극점과의 극명한 차이는 이 행성이 과거 어느 시점에 뭔가 파괴적인 충돌을 겪었을 가능성을 시사해주고 있다.

 

여러분이 오늘 만나보시게 될 천왕성의 위성인 미란다에서 아마 과거의 이곳이 어땠는지를 상상해 보실 수 있으실거라 생각됩니다.

천왕성은 모두 27개의 위성을 가지고 있습니다.

이들 27개의 위성들 중 미란다(Miranda), 아리엘(Ariel), 움브리엘(Umbriel), 타이타니아(Titania), 오베론(Oberon) 이렇게 5개의 위성이 일정규모 이상의 거대위성이며, 이중 미란다는 가장 규모가 작으며 가장 천왕성과 가까이에서 천왕성 주위를 돌고 있는 위성입니다.

 

지금 저희 전방 14만 7천 킬로미터 앞에 미란다의 모습이 서서이 드러나고 있습니다.

 

 

 

미란다에 대한 첫 인상이 어떠신가요?
지금까지 여러분들이 익숙이 보아왔던 행성 또는 위성의 모습과 동일한가요?

 

뭔가 어렴풋이나마 느껴지실 차이를 좀더 선명하게 느끼실 수 있도록 접근해보도록 하겠습니다.

 

 

 

지름이 약 480킬로미터인 미란다의  특이점은 지금 보시는 바와 같이 이 달을 구성하고 있는 지각이 뭔가 덕지덕지 바른듯한, 전혀 매끄럽거나 균일하게 느껴지지 않는 이상한 지각들이 보인다는 데에 있습니다. 

 

세부적으로는 좀더 많은 구분이 가능하겠지만 일단 미란다의 지표를 가장 상위 레벨에서 구분하자면 두가지 유형으로 구분할 수 있습니다.

첫째는 위성의 탄생과 함께 지속된 오래된 지형으로서 이 지형에는 여타 행성이나 위성과 같이 많은 충돌 크레이터 자국이 존재하며 빛의 반사각 역시 균일한 성격을 지니는 지형입니다.

 

이에 반해 둘째 지형은 수많은 능선과 경사면으로 구성되어 있고 빛의 반사각 역시 제각각이어서 어둡고 밝은 대역이 번갈아 나타나는 비교적 젊은 지형입니다.

 

미란다의 남극 중앙으로 접근하여 이 차이를 보다 자세히 관찰해 보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

지금 저희는 미란다 상공 3만 1천 킬로미터까지 접근하였습니다.

 

앞서 말씀드린 두 개의 지형이 서로 다른 결로 겹치고 있는 모습을 바로 확인하실 수 있습니다.

 

우선 화면 상단과 정중앙에서 약간 왼쪽으로 치우쳐져 하단으로 이어진 균일한 색채의 지형은 오래된 지표로서, 크고작은 크레이터 자국이 가득 존재합니다. 

 

그러나 양옆으로 위치하는 다른 지표는 이전 지표와 연속선상에 존재하지도 않으며 지표 내에서 길쭉길쭉하게 존재하는 능선과 협곡을 따라 나타나는 반사도도 제각각입니다.

 

이처럼  매우 다양한 방향으로 뻗어있는 균열과 협곡들, 그리고 행성 전반에 걸쳐 존재하고 있지만 부분부분 뭔가 균일한 밀도를 보여주지 못하고 있는  크레이터 자국들을 통해 오랜시간동안 이 위성이 단순하지만은 않은 지질학적 진화를 겪어왔음을 추측할 수 있습니다.

그러면 이 젊은 지표를 따라 좀더 오른쪽으로 이동해보겠습니다.

 

 

 

지금 저희 앞에는 V자모양으로 서로 다른 반사도를 보이고 있는 특이지형이 펼쳐져 있습니다.

이곳은 각각의 지형간에는 물론 동일 지형 내부에서조차 서로 완전히 다른 차이를 보이는 미란다 지형의 특징이 잘 나타나 있습니다.

 

V자 모양이 중첩되어 나타나는 지역엔 위 아래로 구불구불하게 급경사를 이루며 가로지르는 단층이 선명한 선으로 보이고 있습니다.

그리고 역시 오른쪽으로 시선을 옮기면 오래된 지형을 지나 다시 능선과 협곡의 직선 구조 지형이 펼쳐지는데 어떤 크레이터들은 이 서로다른 지형에 아랑곳 없이 겹쳐있기도 하지만 어떤 크레이터들은 지형의 결과 함께 잘려나간 모습을 보여줌으로써 크레이터의 생성 선후 관계와 함께 각 지형의 선후관계를 유추할 수 있게 해주고 있습니다.

 

오른쪽 직선지형을 따라 좀더 위로 올라가면 세 개의 서로 완전히 다른 지형이 교차로 나타나고 있는 모습을 볼 수 있습니다.

 

 

 

우선 가장 밝은 지형, 즉 가장 왼쪽 지형은 아주오래된 고대지형으로 여러 크레이터 흔적이 보이긴 하지만 먼지에 뒤덮여 그 형태는 뚜렷하지 않은 크레이터들이 주로 여기에 분포하고 있습니다.

 

그리고 바로 그 위로 직선으로 뻗은 열곡과 능선 지역이 보이고 가장 위쪽으로는 이러한 직선 열곡, 능선들이 다방향으로 서로 교차하고 있는 훨씬 복잡한 지형이 보이고 있습니다.

 

과학자들은 크레이터의 분포와 지형의 분포를 봤을 때 가장 위쪽 가장 자리 지형이 오래된 밝은 지형과, 세로선만이 존재하는 중앙 지형의 중간에 형성된 것으로 보고 있습니다.

 

그러면 왜 미란다에는 이처럼 불연속적인, 서로 툭툭 끊긴듯한 지형이 보이는 것일까요?

행성물리학자들은 이 위성이 태초 생성시점부터 지금까지 최소 5번 이상의 격렬한 파괴와 재형성을 반복했을 거라고 추측하고 있습니다.

 

아시다시피 우주는 너무나 큰 공간이고 , 행성하나에 머물러 살고 있는 너무나도 왜소하기만한 우리 인간은 우주는 그저 평활하고 조용한 것으로 생각을 하며 사는 경우가 대부분입니다.

 

그러나 실제로 우주는 그닥 조용하거나 안정적이지 않으며 광폭한 파괴가 난무하는 공간입니다.

 

태양계를 구성하는 행성들과, 각 행성의 주변을 공전하고 있는 위성들의 수명을 대략 태양의 나이와 동일한 45억년 정도로 판단하고 있거니와 태양계 역시 최초 형성시에는 강렬한 태양풍과, 이로부터 쓸려나가는 우주먼지 등, 강력한 파괴에너지가 가득했을 것입니다.

 

이러한 와중에 생성된 지구와같은 행성들은 이후 수없이 많은 충돌의 역사를 겪어왔으며 그 격렬했던 충돌의 흔적은 태양계 모든 행성과 위성들이 공통적으로 보유하고 있는 것이기도 합니다.

하물며 이 작은 위성은 어떠했겠습니까?

 

천왕성의 자전축을 쓰려뜨려놓은 모종의 거대한 충돌과, 미란다를 깨부숴버린 충돌이 같은 시대에 발생한 것인지는 알 수 없으며, 미란다의 파괴와 재형성이 꼭 태양계 생성 초기에만 형성되어 있으리라는 보장도 없습니다.

지금도 맹렬한 속도로 태양계를 누비고 있는 천체들이 수도 없이 많기 때문입니다.

 

그러나 분명한 것은 미란다의 이 기괴한 표면을 통해 한 태양계 또는 행성계가 생성될 때의 거대한 혼란과 파괴를 상상할 수 있다는 것입니다.

 

여기 미란다에는 한가지 재미있는 사실이 있습니다.

그것은 너무나 작은, 행성도 아닌 위성인 이 미란다가 태양계에서 가장 높은 절벽을 가지고 있다는 사실입니다.

 

 

 

여러분의 앞에는 아까 우리가 보았던 V자 모양의 지표가 보이고 있는데 이 V자 모양을 가로지르고 있는 단층선을 따라 오른쪽 하단으로 내려가다보면 뭔가 절벽처럼 솟아있는 구조물을 보실 수 있으실 것입니다. 

 

 

 

지금 저희는 36,250킬로미터 상공에서 이 절벽을 바라보고 있습니다.

 

이 절벽의 높이는 대략 20킬로미터입니다.

 
여러분들이 화성에서 보신 무려 4천 킬로미터에 걸쳐 뻗어있는 거대 협곡인 마리너 협곡의 평균 깊이가 8킬로미터였고, 태양계에서 가장 높은 산인 화성의 올림푸스 화산의 높이가 25킬로미터였으므로 이 절벽의 높이가 실로 얼마나 어마어마한 것인지를 짐작하실 수 있으실 겁니다.

 

이처럼 조그만 위성이 어떻게 이처럼 거대한 높이의 절벽을 가질 수 있었는지는 여전히 수수께끼입니다만 이 역시 뭔가 엄청난 파괴의 역사와 연관이 있지 않을까라는 추측은 가능하실 겁니다.

 

또 한가지 재밌는 것은 이처럼 엄청난 높이의 절벽입니다만 위성 미란다의 중력이 너무나 낮다보니 설령 절벽 꼭대기에서 경주용 자동차의 속도인 시속 200킬로미터로 곤두박질 친다하더라도 에어백만 적절하게 터져준다면 생명에는 전혀 문제가 없을 거라는 점입니다.

이제 저희는 태양계 외곽을 벗어나 마케이마케이 숏앵커로 향하게 됩니다.

그리고 태양계의 마지막 행성인 해왕성을 벗어날 때, 저희의 마지막 코스, 태양계의 마지막 비경인 지구의 모습을 관람하시는 것으로 본 여행의 마지막을 장식하시게 됩니다.

 

저희에게서 멀어지고 있는 천왕성의 모습을 보시면서 인류의 고향, 태양계와 지구에게 보내는 작별인사를 준비하시기 바랍니다.

 

 

 

1. 사진 출처 : 본 내용에 실린 사진의 출처는 다음과 같습니다.(상단사진부터)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00032(촬영 : 보이저2호)
       - 내용에서는 이 사진을 천왕성의 북극이라고 소개하고 있으나 실제 이 사진은 천왕성의 남극을 촬영한 것입니다.
          천왕성의 북극이라고 표기한 것은 이 글이 가정하고 있는 시기가 서기 2181년의 미래이고
          이때는 천왕성의 북극이 태양을 향하고 있을 것이기 때문입니다.
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00042(촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01490(촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00140(촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00038(촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00141(촬영 : 보이저2호)
   http://apod.nasa.gov/apod/ap020216.html(NASA 오늘의 천체사진 2002년 2월 16일자, 촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00044(촬영 : 보이저2호)
   http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00143(촬영 : 보이저2호)

2. 참고 서적
    - 코스모스, 칼세이건, 홍승수 역, (주) 사이언스 북스, 2004년.
    - 창백한 푸른 점, 칼세이건, 현정준 역, (주) 사이언스 북스, 2001년.
    - 우주로의 여행 I, 앤드류 프랭크노이, 데이비드 모리슨, 시드니 울프 공저, 윤홍식 외 8명 역, 청범출판사, 1998년
    - 탐사선이 바라본 태양계의 모든 것, Newton Highlight, 2009년
   

3. 목차

   Prologue
   1경 - 토성의 고리
   2경 - 목성의 대적반

   3경 - 살아있는 위성 이오
   4경 - 올림포스 화산과 마리나 협곡
   5경 - 금성의 찬란한 광채와 용암예술
   6경 - 미란다 : 태양계를 생성시킨 격렬한 파괴의 흔적 : 현재글
   7경 - 창백한 푸른점