수성과 금성, 지구, 화성 등 이른바 지구형 행성들은 원시행성 단계에서 '히트앤드런(hit-and-run·뺑소니)'식 충돌을 하며 물을 얻었을 것이라는 연구결과가 나왔다.

오스트리아 빈 대학 천체물리학과 크리스토프 부르거 교수가 이끄는 연구팀은 지구형 행성이 형성되는 마지막 단계에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이 행성들이 다른 천체와의 충돌 과정에서 물을 확보하게 됐다는 결론을 얻었다고 베를린에서 열린 '2018 유럽 행성과학 총회(EPSC)'에서 발표했다.

연구팀에 따르면 약 45억년 전 태양계 형성 초기의 태양 주변은 혼돈의 장소였다. 달에서 화성 크기에 이르는 원시행성이 50~100개에 달해 행성 간 대형 충돌이 자주 일어났다.

▲ 달 크기 천체가 수성 크키 천체와 충돌하는 상상도

현재의 화성 궤도 안쪽에 있던 당시 천체들은 너무 뜨거워 물이나 메탄 등과 같은 휘발성 물질이 행성 표면에 응축되기 어려웠으며, 물을 확보하려면 바깥에서 온 천체와 충돌해 물을 빼앗는 수밖에 없었다고 한다.

연구팀은 고해상도 시뮬레이션을 통해 물과 행성 물질이 다양한 형태의 충돌에서 어떻게 이동하는지를 관찰했다.

천체가 충돌한 뒤 하나로 합쳐지거나 천체 사이에 물질을 뺏고 뺏기는 등의 재분배 결과는 충돌 속도와 각도, 천체의 총질량과 질량 격차 등에 따라 달리 나타났다.

부르거 교수는 "천체가 중심을 비켜 비스듬히 충돌하고 충돌 뒤 서로 분리될 수 있을 정도 충분한 속도를 갖는 이른바 히트앤드런식 충돌이 매우 일반적이었으며, 이런 충돌에서는 천체 간에 다량의 물이 이동할 수 있다"고 했다.

충돌한 천체 중 작은 쪽은 핵까지 영향을 받으며 사실상 물을 빼앗기고, 큰 쪽은 거의 변하지 않았다고 한다.

부르거 교수는 "최근 연구는 혜성이 지구형 행성이 가진 물의 일부밖에 설명할 수 없다는 점을 보여주고 있다"면서 "태양계 형성 초기 이런 대형 충돌이 물의 주요 원천임이 틀림없다"고 강조했다.

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