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화성과 목성 사이 슈퍼지구 존재시 지구엔 재앙컴퓨터 시뮬레이션 결과 태양계 밖으로 쫓겨나 생명체 못 살아
  • 과학팀
  • 승인 2023.03.17 07:22 ㅣ 수정 2023.03.17 07:22  
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태양계에 지금과 달리 화성과 목성 사이에 암석형 행성이 존재했다면 지구의 운명은 어떻게 됐을까?

미국 리버사이드 캘리포니아대학(UCR)의 행성 천체물리학자 스티븐 케인 교수가 역동적인 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 지구가 태양계 밖으로 밀려나 생명체가 살 수 없는 행성이 됐을 것이라는 끔찍한 답을 내놓았다.

케인 교수는 행성 과학에서 논의돼온 태양계의 두 가지 공백을 이번 연구의 출발점으로 삼았다.

▲ 태양계 행성과 목성의 위성(달).

우선 태양계에서 가장 큰 암석 행성인 지구와 가장 작은 가스행성인 해왕성 사이에 격차가 많이 난다는 점이다.

해왕성은 지구 크기의 4배, 질량은 17배에 달하는데 그사이에 지구보다 큰 슈퍼지구가 존재할 만도 한데 그렇지 못하다는 것이다. 다른 행성계에서는 지구보다는 크고 해왕성보다는 작은 행성이 자주 발견되고 있다.

화성과 목성 사이가 넓은 점도 또다른 공백으로 거론돼왔다.

두 행성의 거리가 워낙 넓어 행성 과학자들이 둘 사이에 다른 천체가 있었으면 하는 바람을 표현할 때도 있다고 한다.

케인 교수는 이런 공백을 고려해 화성과 목성 사이에 다양한 질량을 가진 가상의 행성을 넣고 다른 행성에 미치는 영향을 분석한 결과를 '행성과학저널'(Planetary Science Journal)에 발표했다.

그는 "많은 천문학자가 '또다른 행성이 있었으면' 하고 바랐지만 실제로 갖지 않은 것이 정말 다행"이라면서 "이 가상 행성이 목성을 살짝 밀어도 다른 모든 것을 불안정하게 만들기에 충분했다"고 밝혔다.

태양계 내 다른 행성을 모두 합한 것보다 큰 목성은 질량이 지구의 318배에 달해 중력적 영향이 매우 크다. 만일 태양계 내 슈퍼지구가 존재하거나 지나가는 별이나 다른 천체가 목성의 궤도를 조금만 교란해도 다른 행성은 큰 영향을 받을 수밖에 없다고 한다.

케인 교수는 슈퍼지구의 질량과 위치에 따라 지구뿐만 아니라 수성과 금성도 궁극에는 태양계 밖으로 쫓겨날 수 있는 것으로 제시했다. 이와 함께 천왕성과 해왕성의 공전 궤도도 불안정하게 만들어 더 밖으로 밀어내는 것으로 나타났다.

슈퍼지구는 지구의 궤도를 바꿈으로써 모든 생명체를 멸종시키지는 않더라도 지금보다 훨씬 더 살기 어려운 곳으로 만들 것으로 분석됐다.

슈퍼지구보다 질량이 작은 행성이 화성과 목성 사이에 있을 때는 상당 기간 안정된 상태를 유지하는 것이 가능하나 어느 쪽으로든 조금만 움직여도 "상황은 악화할 것"으로 제시됐다.

케인 박사는 "태양계는 내가 이전에 알았던 것보다 더 정교하게 조율돼 있다"며 태양계를 유지하는 정교한 질서에 경외감을 나타내고, "모두가 복잡한 시계의 톱니바퀴처럼 작동해 톱니바퀴를 추가하면 모든 것이 망가진다"고 했다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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