[아하! 우주] 목성이 ‘다른 거대 행성들’ 쫓아냈다

내부 태양계를 대청소한 목성​

태양계 형성에 관한 새로운 연구가 발표되어 학계의 관심이 쏠리고 있다고 영국 일간지 데일리메일이 6일(현지시간) 보도했다.

우리 태양계의 가스형 거대 행성들이 지금 위치보다 태양에 훨씬 가까이 있었으며, 행성 이주 현상으로 인해 지금의 궤도에 정착하게 됐을 거라는 가설이 지난 몇십 년간 과학자들 사이에 널리 논의되었다.

이번에 발표된 연구의 컴퓨터 시뮬레이션이 보여주는 바에 의하면, 태양계 진화를 설명하는 정설로 자리 잡고 있는 '니스(Nice) 모델'에 대해 심각한 의문을 던지고 있는 것으로 드러났다.

컴퓨터 시뮬레이션은 어쩌면 우리 태양계의 중요한 몇몇 행성들이 사라져버렸을지도 모른다는 결론을 내놓은 것이다. 그 대신 우리 지구가 태양계 행성 가족에 끼기 전에 다른 행성들은 지금의 궤도에 안착했다는 그림을 보여주고 있다. 또한 태양계가 한때는 수많은 작은 암석형 행성들로 북적거렸는데, 가스형 거대 행성들의 파괴적인 궤도가 이들을 태양계 밖으로 밀어내 버렸을 가능성을 제시하고 있다.

관련 논문은 천문학자 네이선 카이브와 존 챔버스의 이름으로 출판되었다. 두 사람은 초기 태양계에는 5,6개의 거대 행성들과 지구를 포함한 작은 암석형 행성들이 있었으며, 대격변의 시기를 지나면서 거대 가스 행성 중 한두 개는 태양계 바깥으로 내팽개쳐졌다고 생각하고 있다. 이것이 바로 '니스' 모델에 대한 직접적인 도전이다. 니스 모델은 현재 행성들의 궤도 위치와 태양계의 진화를 설명하는 정설로 자리 잡고 있는 이론이다.

이 모델이 처음으로 태동했던 프랑스 도시 이름에서 따와 니스 모델로 불리는 이 이론은 기존의 다른 세 연구가 비슷한 결론을 도촐함으로써 2005년에 정립된 것이다.

이 이론의 핵심은 4개의 거대 가스 행성, 곧 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 초기 태양계에서는 태양에 아주 가까운 곳에 있다가, '행성들의 이주' 기간이 마감된 직후에 현재의 궤도에 안착하게 되었다는 것이다.



특히 목성은 내부 태양계를 순행하면서 그곳에서 북적거리고 있던 무수한 소행성을 모조리 외부 태양계로 쓸어내 버렸다. 이 이론은 41억 년에서 38억 년 전까지 수성과 금성, 지구, 화성에 퍼부어졌던 후기 소행성 포격시대를 설명하는 데 유효한 틀로 받아들여졌다.

니스 모델에 따르면, 원시 태양계의 소행성 포격은 소행성대를 가로지른 목성의 움직임에 따른 것으로 본다. 축출된 거대 가스 행성은 목성이나 토성과의 중력 상호작용 때문에 그 같은 운명을 맞은 것으로 보는데, 목성의 영향이 결정적이었을 것으로 추정되고 있다. 이 니스 모델은 2011년에 얼음 행성 하나를 더 추가하는 등, 미세 수정되어 현재까지 태양계 진화를 설명하는 정설로 자리잡고 있다.

어쨌든 원시 태양계의 소행성 포격이라는 대격변의 시기를 지나면서 거대 가스 행성 중 한두 개는 태양계 바깥으로 내팽개쳐졌다고 주장하는 카이브와 챔버스의 논문은 출판 전 과학 논문을 수집하는 웹사이트 '아카이브(arXiv)'에 발표되었다.

이광식 통신원 joand9999@naver.com