명왕성의 거대 위성 카론이 40억 년 전에는 현재(153.3시간)보다 10배 이상 빠른 14.3시간 주기로 '초고속 자전'을 했다는 충격적인 연구 결과가 나오면서 우주 미스터리가 풀렸다.

2026년 7월 15일, 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)와 스위스 취리히연방공대(ETH Zürich) 국제 연구팀은 과학 저널 네이처 커뮤니케이션스에 이 같은 연구 결과를 게재했다. 연구에 따르면 카론은 40억 년 전에는 자전 주기가 14.3시간에 불과했으나, 현재는 명왕성과 같은 면을 마주 보며 153.3시간마다 한 바퀴 도는 느린 자전을 하는 것으로 나타났다.

연구팀은 2015년 7월 14일 NASA 명왕성 탐사선 뉴허라이즌스가 촬영한 자료를 분석해 40억 년 전 카론의 모습을 재구성했다. 특히 카론 북반구의 '오즈 테라(Oz Terra)' 지역에 있는 길이 200㎞ 이상의 활 모양 산맥과 단층이 초고속 자전의 비밀을 푸는 결정적인 단서가 됐다.

분석 결과, 오즈 테라 산맥은 지각이 양쪽에서 밀리는 압축을 받아 지하 역단층을 따라 융기한 지형임이 드러났다. 초기 카론에는 최소 30~36㎞ 두께의 단단한 얼음 껍질이 있었고, 자전 감속에 따라 적도 부근 지각이 동서 방향으로 약 1% 압축된 것으로 추정됐다. 연구팀은 이 압축량을 토대로 초기 자전 주기를 14.3시간으로 계산해냈다.

[사진=연합뉴스]

이번 연구는 천체의 자전 감속 역사가 지질학적으로 기록된 매우 드문 사례로 평가된다. 이는 카론이 처음부터 매우 뜨거운 상태가 아니라 비교적 차가운 상태에서 형성된 '콜드 스타트(cold start)' 시나리오를 강력히 뒷받침하며, 카론의 초기 열 진화와 궤도 진화 역사를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다.

카론은 표면 나이가 약 40억 년으로 매우 오래되었고, 다른 천체들과 달리 지질학적 재표면화 활동이 적어 초기 자전 감속 과정에서 형성된 지형이 비교적 잘 보존됐다. 이러한 특이점 덕분에 과학자들은 먼 과거의 우주사를 직접 들여다볼 수 있었다.

이번 연구는 단순히 카론의 과거를 밝히는 것을 넘어, 태양계 외곽에 존재하는 수많은 얼음 위성들의 탄생과 진화 과정을 이해하는 데 결정적인 이정표가 될 것으로 전망된다. 우리가 사는 태양계의 역사를 재구성하고, 우주 전체의 진화에 대한 더 깊은 통찰을 제공할 수 있다는 점에서 그 의의가 크다.