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2018년 7월 6일 금요일

태양계 이야기 698 - 천왕성이 과거 지구보다 큰 행성과 충돌했다?



(Astronomers used a powerful supercomputer to simulate over 50 collisions between a young Uranus and a protoplanet. This image represents a visualization from one such scenario, which involved the simulation of over ten million particles(Credit: Credit: Jacob Kegerreis/Durham University))


(1997 Hubble view of Uranus and its moons, with an annotated version on the right(Credit: NASA/JPL/STScI))


 천왕성은 태양계에서 자전축이 가장 독특한 행성입니다. 조금 기울어진 정도가 아니라 아예 옆으로 90도 누웠기 때문입니다. 따라서 과학자들은 천왕성이 과거 큰 충돌을 겪으면서 자전축이 지금처럼 누운 것으로 보고 있습니다. 던햄 대학의 야콥 케제레이스 (Jacob Kegerreis, PhD researcher in Durham University)를 비롯한 과학자들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 가장 가능성 높은 시나리오를 연구했습니다. 


 이 연구 결과에 따르면 40억년 전 태양계 초창기 천왕성이 최소한 지구 질량의 두 배에 달하는 다른 행성과 충돌하면서 현재와 같은 자전축을 지니게 됐을 가능성이 가장 높은 것으로 나타났습니다. 충돌해 사라진 천체는 지구 질량의 2-3배 정도로 추정됩니다. 


 과학자들은 시뮬레이션과 다른 원시 행성계 관측 결과를 토대로 태양계 초기 수십 개의 작은 행성이 탄생했지만, 충돌과 합체를 거쳐 현재와 같이 8개의 행성만 남게 된 것으로 보고 있습니다. 지구 역시 화성 크기의 행성과 충돌해 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있습니다. 



(동영상) 


 이번 연구에서 또 다른 흥미로운 사실은 시뮬레이션 결과 천왕성의 표면 온도가 낮은 이유를 설명할 단서가 발견됐다는 것입니다. 연구팀에 의하면 충돌의 결과 천왕성의 내부에 층이 형성되면서 내부의 열 배출을 막아 표면 온도가 -216 °C 정도로 낮게 유지된다고 합니다. 


 태양계 초기 행성급 천체의 충돌은 적어도 수십회에 걸쳐 일어났을 것입니다. 우리는 그 가운데 흔적을 남긴 일부만 확인할 수 있지만, 지구를 비롯한 태양계의 행성이 파괴적인 충돌의 결과물이라는 사실을 조금씩 이해해 나가고 있습니다. 


 참고 






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