원시 목성은 현재보다 2배나 컸다는 흥미로운 주장이 제기됐다. 목성은 지구와 비교해 지름과 질량이 각각 11배와 318배나 되는 태양계 최대의 행성이다. 미국 캘리포니아공과대학교(칼텍)와 미시간대학교 공동 연구팀은 이런 내용을 담은 조사 보고서를 최근 국제 학술지 네
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원시 목성은 현재보다 2배나 컸다는 흥미로운 주장이 제기됐다. 목성은 지구와 비교해 지름과 질량이 각각 11배와 318배나 되는 태양계 최대의 행성이다.
미국 캘리포니아공과대학교(칼텍)와 미시간대학교 공동 연구팀은 이런 내용을 담은 조사 보고서를 최근 국제 학술지 네이처 애스트로노미(Nature Astronomy)에 게재했다.
가스 행성인 목성은 수많은 천문학자들의 연구의 대상이었다. 목성의 중력은 태양계 행성들의 재료인 가스 및 먼지의 원반이나 행성 궤도를 형성하는 데 큰 역할을 했다고 여겨진다.
태양계에서 가장 큰 행성 목성과 그 위성 이오 「사진=미 항공우주국(NASA) 공식 홈페이지」
칼텍 행성학자 콘스탄틴 바티긴(39) 연구원은 “태양계의 건축가라고도 불리는 목성의 과거를 아는 것은 태양계 탄생의 비밀에 접근하는 가장 확실한 방법”이라며 “원시 목성의 크기나 성질을 파악하기 위해 아말테아와 테베 등 두 위성에 주목했다”고 전했다.
아말테아와 테베는 각각 목성에서 18만㎞와 22만㎞ 떨어진 위성이다. 세 번째와 네 번째로 목성에 가까이 위치한 위성들인데, 모두 궤도가 약간 어긋난다는 특징이 있다.
연구팀은 아말테아와 테베의 궤도 어긋남을 해석해 태양계 최초의 고체가 형성된 지 380만 년 후 원시 목성의 크기를 역산했다. 그 결과 목성 반지름은 현재의 약 2배, 부피는 지구 2000개 분량에 해당했다는 계산이 나왔다. 또한 목성의 자기장은 현재의 50배나 강력했다고 추측했다.
원시 목성은 현재보다 크기가 2배에 달했고 자기장은 50배 강했다는 연구 결과가 나왔다. 「사진=콘스탄틴 바티긴」
콘스탄틴 연구원은 “태양계가 막 만들어질 당시 목성은 지금의 2배 크기였을 가능성이 높다”며 “이번 연구가 중요한 것은 기존 행성 형성 모델에서 흔히 다룬 가스의 불투명도나 중원소 질량 같은 불확실한 요소에 의존하지 않은 점”이라고 강조했다.
이어 “그런 애매한 요소 대신 목성 위성의 궤도역학과 각운동량 보존이라는 직접 측정할 수 있는 물리적 숫자에서 과거의 진상을 도출했다”며 “주변의 원시 태양계 성운이 증발하면서 행성을 만들 재료가 사라진 원시 태양계 목성을 오롯이 들여다볼 수 있었다”고 덧붙였다.
연구팀은 이번 조사가 암석과 얼음이 급속히 가스를 흡수해 목성이 됐다는 기존의 행성 형성 이론을 뒷받침한다는 입장이다. 학계는 목성의 탄생 순간은 여전히 수수께끼지만 이번 연구가 진화의 일부분을 밝혀낸 것은 분명하다고 의미를 부여했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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