마케마케

마케마케는 국제천문연맹이 인정하는 해왕성 너머의 네 왜행성 중 하나이며, 명왕성 다음으로 카이퍼 벨트에서 두 번째로 밝은 얼음 세계다. 반지름 약 715km로 명왕성 폭의 약 60퍼센트에 해당하며, 평균 거리 45.8천문단위에서 305년마다 태양을 한 바퀴 돈다 — 너무 멀어서 대형 망원경으로 봐도 별들 사이를 서서히 움직이는 희미한 점으로만 보인다.

거의 순수한 얼어붙은 메탄으로 이루어진 세계로, 햇빛에 구워진 유기 화합물 때문에 붉은 갈색을 띠는 마케마케는 수년간 조용하고 정적인 얼음 덩어리로 여겨졌다. 최근 관측은 그 그림을 뒤엎기 시작했으며, 마케마케가 조용히 우주로 기체를 흘려보내고 있을 가능성을 암시한다.

부활절의 발견

마케마케는 2005년 3월 31일 캘리포니아 팔로마 천문대에서 마이클 브라운, 채드 트루히요, 데이비드 라비노위츠에 의해 처음 포착되었다 — 같은 시기에 에리스와 하우메아를 찾아낸 것과 같은 탐사 팀이었다. 발견 시점이 부활절 직후였기 때문에, 팀은 당시 2005 FY9로 목록에 오른 이 천체의 궤도를 확인하는 동안 내부적으로 '이스터버니'라는 코드명을 붙였다.

공식 명명을 할 때가 되자 브라운은 부활절과의 연관성을 유지하고 싶어 했다. 국제천문연맹의 관례에 따라 고전적 카이퍼 벨트 천체는 창조신의 이름을 따야 했으므로, 팀은 이스터섬 라파누이족의 창조신이자 다산의 신인 마케마케로 정했다. 마케마케와 하우메아는 2008년 공식적으로 왜행성으로 인정받아, 그 당시 새로 생긴 이 범주에서 명왕성과 에리스에 합류했다.

얼어붙은 메탄의 세계

마케마케의 표면은 얼어붙은 메탄이 주를 이루며, 그 곁에서 에탄과 다른 탄화수소도 검출되었다. 명왕성과 달리 그 메탄을 희석할 질소나 일산화탄소가 거의 없어서, 얼음은 놀랍도록 순수하게 유지되며 유난히 큰 결정이나 두꺼운 판 형태로 성장한 것으로 보인다 — 빛을 강하게 반사하는 종류의 표면으로, 마케마케에 외태양계의 대형 천체 중 가장 높은 반사율 중 하나를 부여한다.

그렇다고 얼음이 순백은 아니다. 햇빛과 우주 방사선이 메탄을 분해해 '톨린'이라 불리는 더 무거운 유기 분자로 만드는데, 이것이 표면을 명왕성의 더 어두운 지역을 연상시키는 붉은 갈색으로 물들인다. 측정된 자전축 기울기나 이를 완화할 신뢰할 만한 대기 자료가 없는 가운데, 표면은 약 22.5시간에 이르는 하루 대부분 동안 30~35켈빈 — 대략 섭씨 영하 240도 — 의 온도를 견딘다.

사라진 대기

2011년 4월 23일, 마케마케는 희미한 배경 별 바로 앞을 지나갔고, ESO의 라실라 및 파라날 천문대 장비를 포함한 남아메리카 전역의 망원경 네트워크가 이 사건을 포착했다. 흐릿한 대기 뒤에 있는 것처럼 서서히 흐려지는 대신, 별빛은 거의 순식간에 꺼졌다가 마케마케의 가장자리에서 다시 나타났다.

이 날카로운 차단은 마케마케에 명왕성 같은 전지구적 대기가 없음을 보여주었으며, 표면 기압은 지구의 수십억분의 몇에 그친다. 같은 엄폐 관측은 마케마케의 크기와 형태도 확정했는데, 약간 납작해진 천체로 약 1,430×1,500km에 이르는 것으로 나타났다 — 여기 실린 약 715km 반지름을 뒷받침하는 측정치다. 태양으로부터 워낙 멀리 떨어져 있어서, 마케마케의 메탄 대부분은 지속적인 기체 외피로 부풀어 오르기보다는 그저 지면에 얼어붙은 채 남아 있다.

어두운 작은 위성

10년 동안 마케마케는 위성이 없는 것으로 여겨졌는데, 이는 대형 카이퍼 벨트 왜행성들 중에서는 이례적인 일이었다. 그러다 2015년 4월, 허블 우주망원경의 광시야 카메라 3이 잠정적으로 S/2015 (136472) 1로 지정되고 'MK 2'라는 별칭이 붙은, 2016년에 발표된 희미한 동반 천체를 포착했다. 이 위성은 지름 약 160km로 마케마케로부터 약 21,000km 거리를 돌지만, 모행성보다 1,300배 넘게 어둡다.

이 위성이 눈에 띄지 않았던 이유는 궤도가 거의 정면으로 보여서, 대개 마케마케의 광채에 가려지기 때문이다. 흥미롭게도 MK 2는 얼음보다는 숯처럼 검게 보이는데 — 아마도 밝은 서리 층을 유지하기에는 너무 작기 때문일 것이다. 그 자체의 기이함을 넘어, 이 위성은 과학적으로도 가치가 있다. 그 궤도를 추적함으로써 천문학자들은 카론의 발견이 한때 명왕성에 대해 그랬던 것처럼, 마케마케의 무게를 재고 밀도를 확정할 수 있다.

불안정한 표면의 징후

마케마케를 비활성 얼음 덩어리로 보는 오래된 이미지는 이제 압박을 받고 있다. 스피처, 허셜, 제임스 웹 우주망원경의 적외선 측정 결과, 햇빛만으로는 설명할 수 없을 만큼 훨씬 따뜻한 표면 지역이 약 150켈빈 부근에서 발견되었는데, 이는 내부 또는 국지적인 열원의 존재를 암시한다.

2025년 사우스웨스트 연구소가 이끄는 팀은 웹 망원경의 근적외선 분광계를 이용해 표면 위 메탄 증기를 포착함으로써 마케마케에서 기체를 처음 검출했다고 보고했다. 이 신호는 안정된 행성 전역의 대기라기보다는 한정된 지역에서의 활발한 기체 방출 — 어쩌면 승화하는 얼음이나 심지어 빙화산 플룸 — 을 가리킨다. 만약 확인된다면, 마케마케는 얼어붙은 겉모습이 시사하는 것보다 훨씬 역동적인 세계가 될 것이다.

마케마케를 찾는 방법

마케마케는 육안으로 볼 수 있는 천체가 아니다. 약 17등급으로 쌍안경으로 보기에는 너무 어두우며, 대형 아마추어 망원경으로 봐도 밤마다 서서히 위치를 바꾸는 희미한 별 같은 점으로만 보인다. 현재는 가파른 29도 궤도 기울기 덕분에 행성들의 평면 훨씬 위쪽, 북쪽 별자리인 머리털자리에 자리하고 있다.

어떤 탐사선도 마케마케를 방문한 적이 없으며 계획된 것도 없어서, 우리가 아는 모든 것은 지구상 및 지구 근처의 망원경에서 나온다. 대부분의 관측자에게 마케마케는 접안렌즈를 통해서가 아니라 좌표 한 벌과 하늘을 가로지르는 느린 호로서 가장 잘 음미할 수 있는 대상이다 — 태양계의 얼마나 많은 부분이 여전히 우리가 볼 수 있는 것의 희미한 가장자리에 놓여 있는지를 일깨워 준다.